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PCB烘箱操作自動化、管理智慧化

2019/7/11

專案介紹

烘箱是印刷電路板(PCB)製程常用設備,不管是油墨印刷後、焊接後、或上保護漆之後,半成品都需要送入烤箱以適當之時間和溫度烘乾,過程中溫度需隨時間多次調整。傳統PCB烘烤過程由人員手動操控,一旦操作不當或輸入錯誤,可能毀掉整批半成品;但傳統設備又未進行電腦連線,並無完整烘烤紀錄可供追溯而找出問題點。

本案客戶於是透過資訊系統整合商尋求烘箱自動化和物聯網解決方案,最後決定使用研華產品建置了一個PCB烘箱監控系統, 烘箱操作員只需針對不同批次產品和製程所需的不同烘烤溫度曲線,事前建立好檔案輸入系統,現場操作時只需手持條碼掃描器掃描同批次半成品上的條碼,系統就會帶出相對應的料號資訊、工單、溫度曲線,並據以啟動自動化烘烤作業,過程中無需再以人工調整溫度。系統並會留下所有產品之烘烤歷程之紀錄,方便未來查詢。
  

每一烤箱自動化烘烤過程由一台邊緣伺服器負責執行與紀錄,相關資訊並串連到後台伺服器,與工廠製造執行系統(MES)完成整合,成為該PCB廠邁向工業4.0智動化工廠重要基石之一。


應用需求

每一台PCB烘箱需要一台工業電腦執行自動化烘烤和監控作業,此工業電腦需具備輕量分析、物聯網閘道、及小資料庫功能,且至少需提供4個RS-485 序列埠,一個接線到條碼掃描器,一個接到烘箱的溫度控制器,另二個接到外掛式資料採擷模組,蒐集烘烤過程中相對應的資訊,包括開關訊息、流量計資訊等。

此外,為強化烘箱設備管理效率,需布建設備管理軟體,讓管理單位透過軟體了解所有烘箱作業資訊並進行資產管理。監控系統並需透過Restful API串接其他應用程式或系統,例如公司的製造執行系統,而使前台作業和後台管理功能達到全面整合。

解決方案

針對此PCB烘箱監控系統專案,研華提供了EIS-D120邊緣智能服務器布建於烘箱作業現場,因其具有豐富的序列接口以及絕佳擴充性可連結現場設備,包括連接到烘箱溫度控制單元以啟動自動烘烤、連接到作業員的手持式掃描器以讀取批次料號和工單、連結到研華ADAM資料採擷模組,以採集開關、流量資訊和其他感測器資料,建立完整烘烤紀錄。

研華供應的每一台邊緣智能服務器皆會預建研華WISE-PaaS/DeviceOn物聯網設備維運與管理軟體平台,內含所有發展物聯網應用所需的開發工具、資料採擷、網關功能、遠端監控、設備管理軟體、雲端入口…等,客戶可利用此平台彈性客製所需要的內容,例如可自製儀表板資料呈現方式、應用程式的串接、後台整合等等。

資料採擷方面,由於工業現場有時會有部分設備採用特殊通訊協議,研華DeviceOn/iEdge提供隨選可即用的工業App及開發套件(SDK),讓系統整合商可輕鬆開發特殊協議的插件(Plug in),將其轉化為物聯網世界通用的通訊語言,不管在何應用環境下都能無往不利,成功讀取許多傳統上很難獲取的一些設備資料,達到更全面的資訊整合與應用。

客戶利益

  • 以自動化控制的烘烤作業取代人工操作,減少輸入錯誤問題,提升產能和良率
  • 以數位化方式建立完整烘烤紀錄,供客戶快速掌握烘箱使用資訊,並可事後追溯過程 
  • 跨平台整合其他工廠管理應用系統,例如MES,優化設備操作流程和管理效率