THT 自动插件

S3000 径向插件机 —— 面向智能 EMS 工厂的 THT 插件方案

径向元件插件速度最高可达每小时 20000 点 无需为它重建整条产线

S3000 径向插件机用于 THT 插件组装:编带径向元件最高 20000 CPH,插件角度 0-360 度,10 个料站,配备机器视觉孔位校正。

S3000 是一台为智能 EMS 工厂设计的编带径向元件插件机。标准配置 10 个料站,产品种类多时可选 14 个。支持 0 至 360 度任意角度插件,步进 1 度;配备机器视觉孔位校正;易损件清单与 Universal 机型可交叉替换。适用基板尺寸 50 x 50 mm 至 400 x 300 mm,板厚 0.79 mm 至 2.36 mm。

20,000
CPH 最高速度(规格书)
0-360°
插件角度,步进 1°
10
料站数量,可选 14 站
0.7 mm
元件引脚最大直径

主要特点

  • 按供应商自己的资料,投入只有一半

    南方机械的规格书声明,本机所需投入仅为同类竞争机型的 50%。请把这句话当作供应商的主张,用手上两份报价去验证;但这正是这台机器存在于产品线中的原因。

  • 一个预算年度内回收

    同一份规格书声称回收期短于一年。下方计算器是特意这样设计的:让您用自己的元件数量、基板产量和人工成本去验算这个说法,而不是接受我们的数字。

  • 易损件与 Universal 交叉替换

    规格书声明与 Universal 机型易损件、备件 100% 兼容。对于一台每天运转的设备,备件目录的长期成本比采购价更高,而这恰恰是采购环节最容易忽略比较的一项。

  • 月使用成本低于 100 美元

    声明月使用成本低于 100 美元,这个数字决定了第二台设备是否负担得起。它也是中小批量业务能够成立的前提——而绝大多数径向插件决策正发生在中小批量场景中。

  • 八套伺服,总线控制

    使用手册描述本机采用 8 套伺服、总线控制与绝对值编码器,手册称这样可以省去大量光电传感器及其布线。传感器越少,可能失效的环节越少,出问题时排查路径也越短。

  • 为每周都在换的产品而设计

    手册列出的应用场景是电源板、家电控制板、空调板和音频控制板。产品混杂、元件数量变动、频繁换线,正是这台机器所针对的工厂的常态。

规格参数

数据均摘自 Southern Machinery 公开资料。两个来源不一致时,同时列出两个数值及其出处。

S3000 径向插件机 —— 面向智能 EMS 工厂的 THT 插件方案 规格参数
机型S3000 Radial Inserter · Verified material Specification sheet 2024
最高速度20,000 CPH (spec) / 10,000 CPH (actual) · To be confirmed Specification sheet 2024
插件不良率Less than 500 PPM · Verified material User manual v1.1
插件方向0-360 degrees, 1-degree increments · Verified material User manual v1.1
元件引脚跨距2.5 / 3.5 / 5.0 / 7.5 / 10.0 mm · To be confirmed User manual v1.1
适用基板尺寸50 x 50 mm to 400 x 300 mm · Verified material User manual v1.1
基板厚度0.79-2.36 mm · Verified material User manual v1.1
元件尺寸上限Max height 20 mm; max body diameter 13 mm; max lead diameter 0.7 mm · Verified material User manual v1.1
可处理元件种类Capacitors, transistors, triodes, LED lamps, tactile switches, resistors, connectors, inductors, potentiometers, fuse holders, fuses · Verified material User manual v1.1
引脚剪切长度1.5 ± 0.3 mm (short blade) / 2.0 ± 0.3 mm (long blade) · Verified material User manual v1.1
引脚弯折角度10-15 degrees (adjustable) · Verified material User manual v1.1
料站数量10 stations (recommended), 14 optional · Verified material User manual v1.1
机器尺寸1700 (L) x 1500 (W) x 1600 (H) mm · Verified material User manual v1.1
料架尺寸1600 x 500 x 900 mm · Verified material User manual v1.1
机器重量800 kg (10 stations) / 880 kg · To be confirmed User manual v1.1
使用电源220 V AC single-phase 50/60 Hz, 2.0 kVA · To be confirmed User manual v1.1
使用功率1.6 kW · Verified material User manual v1.1
使用气压0.6-0.8 MPa · Verified material User manual v1.1
用气量0.2 m³/min · Verified material User manual v1.1
环境温度5-25°C · Verified material User manual v1.1
机器噪音80 dB · Verified material User manual v1.1
孔位校正方式Machine vision, multi-point mark visual correction · Verified material User manual v1.1
驱动系统AC servo, AC motor; 8 servo sets, bus control · Verified material User manual v1.1
数据输入USB interface, Excel document format · Verified material User manual v1.1
控制系统Bus control technology, industrial PC · Verified material User manual v1.1
元件密度1 mm between bodies; SMD-to-hole clearance ≥ 3 mm · Verified material User manual v1.1
送板模式Automatic loading and unloading · Verified material User manual v1.1

型号、对比与待确认事项

The published figures do not all match. Here is both sides. (6 行)
The published figures do not all match. Here is both sides.
ItemSpecification sheet 2024User manual v1.1What we do about it
Insertion speed20,000 CPH marked as specification, 10,000 CPH marked as actual speed, and 12,000 CPH in the feature section of the same document18,000 points per hour theoretical, described as improvable by a software upgradeQuote the specification figure and the actual-speed figure separately. Ask for a timed demo on your own board before you accept either as your planning rate.
Machine weight880 kg800 kg with 10 stationsConfirm the weight for the exact configuration quoted before you specify floor loading or lifting equipment.
Lead span description2.5/3.5/5.0/7.5/10.0 mm, Dual, Triple and Quad Span2.5/3.5/5.0/7.5/10.0 mm, three combinationsThe span values agree. The number of combinations does not. Send us the component list and we will confirm which span set your parts need.
Power supply220 V, 50 Hz220 V AC single-phase 50/60 Hz, 2.0 kVAThe manual is the more complete statement. If your site is 60 Hz, confirm it on the order rather than assuming the sheet covers it.
Component type rowThe row labelled component types carries the lead span values instead of component typesLists capacitors, transistors, triodes, LED lamps, tactile switches, resistors, connectors, inductors, potentiometers, fuse holders and fusesRead the manual row for component types. The specification sheet row is mislabelled in the published file; we have not corrected it here.
Speed claim in the feature sectionUp to 12,000 components per hourNot statedThis is a third speed figure inside the same brochure. Treat any speed number as configuration dependent and ask for the basis before you plan capacity on it.

详细介绍

从料盘到弯脚成型之间的六个动作

以下顺序依据 S3000 使用手册中的整机结构描述,没有任何一步是从照片推测出来的。

  • 编带装入料站. 编带径向元件装入料站:标准 10 站,产品种类需要时可配 14 站。小型送料器与全球通用的大型送料器均可选配,按客户的元件清单配置。
  • 送料器切料并交接. 送料机构按贴装程序把编带元件逐颗切下,并逐颗交给链条夹爪。
  • 链条运送元件. 链条把元件从送料器送到插件头。张力由固定张力加弹簧自适应张力共同维持,作用于四个链轮上;手册把这直接关联到元件定位的稳定与精准。
  • 剥离纸带. 切纸工位把链条上元件的纸带逐颗剥离并切断。该机构由气缸直接驱动,由剥离、切断和定位三部分组成。
  • 转移到插件头. 转移臂把元件从链条夹爪取下,交给插件头的主夹爪。该机构由伺服经滚珠丝杆驱动,自带推料与夹持机构。
  • 插件、切脚、弯脚. 插件头以 0 至 360 度任意角度插入,步进 1 度。基板下方,切脚座用短刀把引脚切成 1.5 ± 0.3 mm,或用长刀切成 2.0 ± 0.3 mm,并把引脚弯折 10 至 15 度以固定元件。

四个部件承担了整个工艺

手册把整机拆分为机架、X-Y 工作台、转移机构、插件头、切脚座、送料器、切纸工位、链条机构和传送台。其中这四个决定了机器能做什么、不能做什么。

  • 机架与控制布局. 焊接方管结构,经 CNC 加工成型。X-Y 机构与底座机构装在台面上,横梁与插件头机构装在上方。气动控制组件位于左前下方,抽屉式电控箱在右侧,隔离变压器与储气罐置于左后方。
  • X-Y 工作台. 按元件坐标把基板移动到插件位置。采用轻质高强度铝合金结构与精密直线运动部件。Y 轴为滚珠丝杆驱动,X 轴为丝杆驱动。基板传送动力通过弹簧探针送到轨道上。
  • 插件头. 滚珠丝杆与花键轴一体化结构:一台电机驱动滚珠丝杆螺母实现 H 轴垂直升降,另一台驱动花键轴螺母实现任意角度旋转,压料电机驱动偏心轴与连杆带动压杆。手册明确指出主轴采用滚珠丝杆加花键轴的一体化结构。
  • 切脚座. 由气缸控制上升、下降与剪切动作:升降气缸带动切脚气缸与切刀整体上下,切脚气缸独立控制剪切。角度调整为伺服驱动,并设有切脚座同轴度调节块,以提高切脚座之间的互换性。

已公开的数据并非全部一致,两面都列在这里。

三份南方机械文件都描述这台机器,但并非每个数字都一致。这里不做平均,也不悄悄取其中一个。每个数值都注明出自哪份文件,您可以自行核对,并在下单前与我们确认现行数据。

把 CPH 换算成每班产出

速度标称值只有在除以单板元件数量之后才有意义。下面就是这道除法,只使用已公开的数值。

  • 规格书上印的数字. 20000 CPH 即每分钟 333 颗。按同一份文件公布的 10000 CPH 实际速度,同样的一个小时是每分钟 167 颗。两个数字都在规格书里,相隔一行。
  • 除以单板元件数. 一块载有 180 颗径向元件的基板,按规格值约需 32 秒,按实际速度值约需 65 秒。载有 400 颗时分别约需 72 秒和 144 秒。排产需要的是元件数量,不是 CPH 标称值。
  • 什么会改变这个数字. 插件角度、跨距更换、基板尺寸以及实际装载的料站数量都会影响可达产能。手册提到理论速度可通过软件系统升级提升——那是对控制器的说法,不是对机械结构的说法。
  • 真正的收益在哪里. 在成本复核中最快显现的收益通常不是插件速度,而是机器省掉的手工插件与手工成型,以及因引脚跨距成型错规格而产生的返工。

六项改变机器能力的选择

以下是文件中描述得足够详细、可以直接报价的选配项。每一项都附上它所对应的说法,让您知道哪部分属于规格,哪部分属于宣传。

  • 90 度弯脚改造,报价 10 美元. 规格书把径向送料器的 90 度元件弯脚改造定价为 10.00 美元。对于无法平贴基板的高型径向元件,这是产品线中已公开的最便宜的升级。
  • 内置储气罐. 机器自带储气罐。规格书称这样可以降低停机时间与维护工作量,因为气源受上游波动的影响更小。
  • 内置 3 kVA 稳压器. 内置 3 kVA 稳压器,规格书称其可减少停机并降低电路故障。在现场供电质量被怀疑是莫名停机主因的情况下,这是最该先选的选项。
  • 抽屉式电控箱. 电控箱可从机架中拉出。工控机放在箱盖上方,伺服驱动器在箱内——这让日常电气检修从拆面板变成两分钟的事。
  • 机器视觉多点 MARK 校正. 孔位校正采用机器视觉系统与多点 MARK 视觉校正。软件手册还记录了当孔位亮度过高导致测量困难时的相机曝光调整方法。
  • 3D 图纸与动画培训资料. 培训资料以 3D 图纸和动画形式提供,规格书称这样更便于理解工作原理。在操作员需要在多台设备间轮岗的工厂里,这一点尤其重要。

设备到场前的六项条件

这些来自手册的参数表以及气动与控制章节。它们正是那些在安装当天才被发现、从而拖慢工期的项目。

  • 电源. 220 V 交流单相,50/60 Hz,接入容量 2.0 kVA,运行功率 1.6 kW。伺服驱动器输入单相 220 V,输出三相 200 V。DC 24 V 与 36 V 由箱内开关电源提供。
  • 压缩空气. 0.6 至 0.8 MPa,用气量 0.2 立方米/分钟。手册明确要求:空气必须先经干燥机干燥并过滤后才进入机器,随后依次经过手动开关、调压阀、油雾器和雾化杯,再进入储气罐。
  • 占地面积与承重. 主机 1700 x 1500 x 1600 mm,料架 1600 x 500 x 900 mm,10 站时重 800 kg,规格书标注 880 kg。在确定楼板承重前,请按您的配置确认该数值。
  • 环境条件. 环境温度 5 至 25 摄氏度,非潮湿、非腐蚀性环境。已公开噪音为 80 dB。两者都是手册数据,建议在夏季与真实车间情况做一次核对。
  • 元件与基板密度. 元件本体之间须留 1 mm 间距;贴片元件与待插件孔之间的距离不得小于 3 mm。这是基板的设计规则而非机器限制,也是导致改板最多的一条。
  • 送板方式. 支持基板自动进出板,左右轨道各配对称传送台。传送台由气缸垂直驱动,且在切断气源后短时间内不会自行下降。

安装周之后会发生什么

画册的服务页与手册的保养计划,描述的是同一项承诺的两半。两者在此都按「说法」呈现,并注明出处。

  • 全球 24/7 支持. 规格书写明全球 24/7 支持。对单班生产的机器,这项重要性有限;对连续运转的机器,它决定这台设备是瓶颈还是仅仅一段等待。
  • 免费安装与培训. 安装与培训均声明免费。培训材料包含前文提到的 3D 图纸与动画,可缩短需要在多台设备间轮岗的操作员的上手路径。
  • 备件一天交付. 备件声明交付期为一天。请把它与「兼容 Universal」的说法放在一起看:如果该零件在别处也容易买到,快速交付的价值就没那么突出。
  • 一个月定制方案. 定制方案声明一个月交付。径向插件是高度依赖具体元件的业务,因此该问的是:定制里哪些属于机械改动,哪些属于程序调整。
  • 不只是备件清单,还有保养计划. 手册记录了日、周、月、年度保养。视频目录里还有一份已公开的径向机保养流程——这并不常见,对规划停机窗口很有用。
  • 编程、校正与故障排查在同一界面完成. 手册描述的数字控制让编程、自动校正、调整与故障排查更快、更直观。软件手册逐页记录了各界面,其中包括送料器测试流程与逐轴相对运动,用于定位故障。

易损件有名称、有编号、有分组

支撑本页面的第四份文件,是 2.5、5.0、7.5、10.0 mm 跨距标准机架的备品清单。它不是价格表,而是一份编号清单:哪些件会磨损、属于哪个部件组、整机装几件。

  • 56 个编号位置,十个部件组. 清单从工作台一直排到润滑油,每个位置标的是整机装配数量,而不是建议订货量。版本 1.1,2024 年 11 月。
  • 插件头占的位置最多. 56 个位置里有 19 个在插件头:主爪、压料杆、连杆、弹簧和 NSK 轴承。这是动作最频繁、也是最先磨损的部件组。
  • 剪脚头单独列项. 9 个位置覆盖剪脚切刀、弯脚刀、实心销、弹簧,以及决定成品脚长与弯脚角度的调节连杆。
  • 元件按品牌标注,不只有图号. 亚德客的气缸与调节阀、24 V 继电器、伺服备用电池、THK 导轨润滑脂、德国 BKD 锂基脂,都写明了品牌。能在本地买到的易损件,比一个孤零零的件号有用得多。
  • 件号跟着它所属的部件组. 11 个位置带 PIS-3000- 件号,按部件组编码分组:02 工作台、04 插件头、06 送料、11 电动切纸站。看编号就知道这件东西装在哪。
  • 耗材也按同样的纪律管理. 润滑油和油脂与机械件一样标了分组、数量和品牌。这一点很重要——对外公布的月度使用成本,靠的正是这些条目。

视频

来自 Southern Machinery YouTube 频道的视频。点击播放前不会从 YouTube 加载任何内容。

Radial insertion machine working for Smart EMS PCB assembly
China-made radial insertion machine for Smart EMS PCB assembly
How a THT radial insertion machine works
Radial insertion machine with automatic PCB handling
The insertion head and cutter head working together
90-degree bending of tall radial lead components

工程笔记

ARTICLE 01Your radial line is not slow at insertion, it is slow at the bench feeding it

The station that sets your line rate is usually the one that has never appeared on a line layout. Ask a production manager for the cycle time of a through-hole line and you will get a competent answer about insertion, wave soldering and test. Ask for the time it takes to hand-form and hand-load the radial parts that…

ARTICLE 02The five numbers that decide whether a radial inserter pays for itself

Four of them are not the machine price, and one of them is a number you have probably never measured. Most radial insertion business cases are built on the machine price and the headcount it removes. That is two numbers, and neither of them is the one that decides the outcome. Here are the five that do, in the order…

ARTICLE 03Lead span, board thickness and hole tolerance: what to check before you specify

Three checks that decide whether a component can be inserted at all, before any question of speed arises. There is a category of radial insertion enquiry that ends the same way every time. The component list arrives, the machine looks suitable, and then somebody discovers that the parts cannot be inserted at all -…

ARTICLE 04What ten feeder stations actually buy you on a mixed-product line

Station count is a changeover decision dressed up as a capacity decision. Feeder station count is usually presented as a capacity decision. It is not. It is a changeover decision, and confusing the two is how factories end up with a machine that is fast enough on paper and too slow in practice. Start with what a…

ARTICLE 05Reading a radial insertion specification sheet without being misled

Specification, actual speed and feature-section speed are three different numbers, and a well-built sheet prints all three. An insertion machine specification sheet contains at least three different kinds of speed number, and they are not interchangeable. Knowing which is which is the difference between a capacity…

ARTICLE 06When a ten-dollar retrofit beats a fifty-thousand-dollar machine

The cheapest documented upgrade in the range solves a problem people usually try to buy their way out of. Some radial insertion problems are solved by a machine. Some are solved by a part that costs ten dollars, and the second category is larger than most people expect. The specific case is tall radial components. A…

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常见问题

我该按哪个插件速度排产?

请按两个数字排产,而不是一个。规格书印的是 20000 CPH 作为规格值、10000 CPH 作为实际速度;使用手册给出理论速度 18000 点/小时,并注明可通过软件升级提升;同一本画册的特性页还出现第三个数字 12000 CPH。请要求用您自己的板子做一次计时实测,并以那次结果作为排产依据。

这台机器到底能插哪些元件?

编带径向元件,最高 20 mm、本体最大直径 13 mm、引脚最大直径 0.7 mm。手册列出电容、晶体管、三极管、LED 灯、轻触开关、电阻、连接器、电感、电位器、保险丝座与保险丝。引脚跨距为 2.5、3.5、5.0、7.5 与 10.0 mm。

我需要多少个料站?

10 站是推荐数量也是标准配置,14 站为可选项。正确的数量取决于您的产品组合中出现多少种不同的径向物料,而不是您想跑多快——因为多买料站,买到的是换线时间。

能用于 60 Hz 电源吗?

使用手册写的是 220 V 交流单相 50/60 Hz、2.0 kVA,而规格书只印了 220 V、50 Hz。手册的表述更完整;但如果您的现场是 60 Hz,请在订单上明确确认,不要只依赖规格书。

能与其他设备联线吗?

可以。本机支持基板自动进出板,左右轨道各配对称传送台。我们资料库中的一份交互式 3D 资源展示了径向插件机与异形件插件机、上下板机构联成一条线的运行状态。

基板如何定位与校正?

孔位校正采用机器视觉系统与多点 MARK 视觉校正。基板定位使用装在 Y 机构上的中心导轨,输送动力通过弹簧探针送到轨道。软件手册还记录了当孔位亮度导致测量困难时的相机曝光控制方法。

运行成本是多少?

规格书声明月使用成本低于 100 美元,并与 Universal 机型易损件 100% 兼容。我们按供应商的说法原样列出。真正需要与我们核实的是针对您具体元件构成的易损件清单,因为它才是决定月度成本的项。

能接入我们的 MES 吗?

软件手册设有 MES 章节,并说明本设备兼容 MES 系统,可管理生产任务。生产统计会写入 record 文件夹,也可在机器上查看与清除。至于您具体的 MES 集成属于配置工作还是开发工作,请把系统名称告诉我们后再确认。

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S4000 轴向插件机:已公布峰值速度 20,000 CPH,5-60 站模块化供料台,伺服旋转台任意角度插件,双跳线供料器,适配 0.79-2.36 mm 板厚、50 x 50 至 400 x 300 mm 板型。伺服驱动、EtherCAT、可对接 MES。

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