В НГТУ НЭТИ представили усовершенствованную версию первого российского станка плейсера ( 12 фото )

В конце августа сотрудники и выпускники Новосибирского государственного технического университета НЭТИ разработали первую в России установку для точного нанесения паяльной пасты без использования дорогостоящих трафаретов. Изобретение позволяет в несколько раз ускорить процесс мелкосерийной сборки современных электронных плат и производить каждую в среднем за 15 минут. Сборочный робот сделает подготовку инженерных кадров более современной, а студенческое предпринимательство в России — массовым.

Разработка инженеров НГТУ НЭТИ способна производить любое электронное оборудование, использующее технологию поверхностного монтажа. Комплекс может быть использован для прототипирования в различных отраслях, от бытовой электроники до космических аппаратов. Техническое зрение и программное обеспечение робота обеспечивают высокую точность сборки — около 30 микрон (0,03 мм). Современные электронные компоненты настолько мелкие, что обычный человек с трудом их различает, а техническое зрение робота позволяет с легкостью их определять.

«Установка способна собирать платы абсолютно для любой техники: от радиосхем до роботов.

Мы доработали ее, устройство стало более функциональным и автономным», — рассказал директор компании «ТДМ Коммуникации» доцент кафедры проектирования технологических машин и кафедры теоретической и прикладной информатики НГТУ НЭТИ, кандидат технических наук Алексей Цыгулин.

Комплекс оборудования «Инициатива» состоит из автоматического установщика компонентов электронной схемы (SMD-компонентов), блока нанесения паяльной пасты, печи и программы, которая работает при помощи технического зрения. Система интеллектуальна, она настраивается на необходимые параметры плат, пасты, электронных компонентов и осуществляет монтаж платы самостоятельно.

Главное преимущество комплекса — специально разработанное программное обеспечение (ПО), которое обеспечивает высокую точность нанесения паяльной пасты, монтажа и вариабельность размеров. Оно соответствует ожиданиям производства: не переусложнено и одновременно обеспечивает необходимый функционал.

Система позволяет быстро настраивать станок на новую плату, перенастраивать с одной на другую, принимать все доступные файлы из инженерных программ по разработке печатных плат и работать с любыми известными компонентами. В час машина ставит около 2000 компонентов. «Нашими основными конкурентами являются европейские производители. Мы очень похожи по качеству, но за счет новой технологии у нашего комплекса цена существенно ниже», — говорит Алексей Цыгулин.

Для того чтобы припаять детали к печатной плате, под каждое соединение наносят специальную смесь порошка припоя и флюса — паяльную пасту. Ранее для обеспечения точного нанесения необходимого количества пасты использовали трафареты, без которых автоматическая сборка плат с мелкими компонентами была невозможна. Сборочные станки не могли обеспечить точное нанесение пасты, а ручная сборка таких мелких компонентов приводила к увеличению брака. По словам разработчиков, изготовление трафаретов занимает много времени и стоит более 10 000 рублей за единичный экземпляр.

Автоматический установщик используется для точного расположения микрокомпонентов на печатной плате, которая является основой любого современного электронного прибора. При помощи разработанной дозирующей головки на плату наносят паяльную пасту. Печь оплавляет пасту и тем самым соединяет электронные компоненты и печатную плату.

«Наша команда разрабатывает современное телекоммуникационное оборудование, и до этого мы наносили паяльную пасту через трафарет для производства собственной электроники, это усложняло нам работу. Приходилось заказывать для каждого устройства трафарет отдельно и ждать доставку. После у нас возникла идея создания дополнительного блока нанесения пасты при помощи ПО. Возникали трудности с тем, что паста выдавливалась в разных порциях, разработав множество прототипов и опробовав несколько алгоритмов, мы боялись, что уже не сможем воплотить этот проект в жизнь, сделать эту часть установки рабочей. Но все получилось. Сейчас мы с точки зрения инженерного творчества стали более свободны», — рассказывает о новой функции «умного» принтера Алексей Цыгулин.

Изобретение сотрудников НГТУ НЭТИ сделает подготовку инженерных кадров более современной, а студенческое предпринимательство в России — массовым. Благодаря невысокой стоимости и доступности оборудования для любого вуза России, установка позволит студентам создавать новые современные и актуальные приборы. Разработка призвана развивать рынок Технет Национальной технологической инициативы, а также готовить инженерные кадры для цифровой экономики.

«Сегодня, если студент придумал электронное устройство, он должен потратить несколько дней на его ручную сборку либо найти где-то деньги на прототипирование и комплекс, подобный нашему, а он есть даже не в любом городе. Конечно, такие условия отбивают всякое стремление к инженерному творчеству и предпринимательству. Ведь если студент в чем-то ошибся, ему надо еще раз вручную сделать новую деталь, а это еще несколько недель. Не у каждого есть столько времени и терпения. Наш комплекс позволяет собирать прибор за несколько часов и с высоким качеством, аппарат исключает ошибки. За счет невысокой цены комплекс может позволить себе почти любой университет или колледж, что позволит сделать технологическое предпринимательство студентов в России доступным и массовым, в разы увеличив количество разработок. Кроме того, университеты и колледжи могут принимать заказы на прототипирование от предприятий своего города», — прокомментировал Алексей Цыгулин.

Элементы комплекса «Инициатива» имеют планетарные названия. «Сатурн» — это сам станок, на котором производится нанесение паяльной пасты и монтаж. Многочисленное сопутствующее оборудование названо именами спутников Сатурна: Атлас, Грейп, Скади, Феба, Логи. Печь названа именем самой жаркой планеты — «Меркурий».

Стоимость полного комплекта установки составляет 1,5 млн рублей. Уже установлено около десяти комплексов и пять находятся в процессе поставки, в том числе в Уральском радиотехническом колледже Екатеринбурга и в Нижегородском университете. Сейчас «Инициатива» работает в компании «ЭНЕРГОЛАЙН» и собирает контроллеры для управления энергетическими установками, в ООО НПП «АВАКС-ГеоСервис» собирает системы управления дронами, собирает электронику в Новосибирском «АС-Сибирь», в ООО «НПП «ДонКонт» Ростова-на-Дону.