Après 15 ans de bons et loyaux services, notre premier robot autoplaceur arrive en fin de vie. Il fonctionne encore très bien, mais vu la difficulté à réapprovisionner les pièces de rechange, le fabricant nous a annoncé ce printemps que son contrat de support se terminerait à la fin de l'année. Nous avons donc dû casser notre tirelire pour moderniser cet équipement clé de notre processus de production...
Pour rappel, le robot autoplaceur est la machine qui pose un à un les composants électroniques sur le PCB (circuit imprimé), préalablement enduit de pâte à braser par sérigraphie. Les composants sont fournis sur des bobines disposées sur les quatre côtés de la machine et une tête robotisée les prend un à un pour les placer au bon endroit et avec la bonne orientation sur le circuit: c'est le processus pick and place. Si vous voulez en savoir plus, allez (re)voir notre série articles d'il y a 15 ans décrivant l'assemblage des modules Yoctopuce, avec une vidéo explicative à l'appui.
Le nouvel autoplaceur est arrivé chez nous au début du mois de juin:
Notre nouveau robot autoplaceur: un FOX2 Ultra d'Essemtec
Nous avons choisi de rester avec une machine made in Switzerland fabriquée par Essemtec, le fabricant de notre premier robot. En quinze ans, la technologie a beaucoup évolué et cette nouvelle machine a de nombreux avantages sur la précédente:
- une tête de placement avec double buse, permettant de diviser par deux le nombre de déplacements de la tête
- des distributeurs de composants plus rapides, plus denses et plus précis, avec des voyants lumineux
- un système de reconnaissance et d'alignement des composants par vision, plus rapide et plus précis
- des moteurs linéaires à la place de la traction par courroie, plus rapides
- plus de finesse dans la prise de composants, la reconnaissance et le placement
- une meilleure traçabilité des assemblages effectués
Les distributeurs de composants (les feeders) sont de grande importance, aussi bien du point de vue de la fonctionnalité que du prix: ils représentent près de la moitié du coût de la machine. Pour profiter des améliorations du nouveau système, nous avons choisi de moderniser tous ceux qui sont utilisés dans la plupart des produits. Mais nous avons profité du fait que le fabricant offre la possibilité d'utiliser les feeders de l'ancienne génération sur cette nouvelle machine pour nous économiser le renouvellement des feeders qui ne sont utilisés que dans quelques produits particuliers, ce qui représente une économie considérable.
La mise en production de nos projets sur le nouveau robot s'est remarquablement bien passée. En amont de l'arrivée de la machine, nous avons consacré un mois de travail à adapter notre chaîne de modélisation des projets et des composants, afin de générer les fichiers au format attendu par la nouvelle machine. Une fois la machine sur place, après deux jours seulement de formation et d'ajustements des processus, nous avons pu lancer les premières productions:
Fun fact: la machine est tellement puissante que nous avons choisi de brider sa vitesse de travail à 60% du maximum, pour éviter de faire vibrer la dalle du bâtiment et d'incommoder nos voisins. Elle peut en réalité fonctionner presque deux fois plus vite que sur la vidéo ci-dessus... De plus, pour vous permettre de mieux voir le processus sur le petit film, nous avons expressément ralenti le placement du dernier composant (le connecteur USB) et activé les photos de traçabilité.
Sur la base de ces premières productions, on constate que telle que nous l'utilisons, la nouvelle machine est deux fois plus rapide que la précédente. Elle demande moins d'interventions en cours de production grâce à l'amélioration des feeders et a nettement plus de facilité à poser les composants qui posaient problème à notre première machine. L'alignement optique en comparant en temps réel l'image de la caméra avec un modèle idéal des composants, fourni sous forme de polygones, est remarquablement efficace et fiable. Voici par exemple comment nous avons modélisé un transistor SiA421DJ:
Notre modèle 3D d'un transistor SiA421DJ
Et voici comment la FOX2 fait correspondre l'empreinte théorique de ce transistor avec l'image prise par la caméra:
Alignement par reconnaissance optique des contacts d'un transistor SiA421DJ
Les prochaines semaines nous diront si ces premiers succès cachent des difficultés inattendues, mais a priori nous allons pouvoir passer sans délai toute notre production sur la nouvelle machine, augmentant ainsi au passage notre capacité de production de manière significative. À suivre...
