S4000 轴向插件机 —— 面向智能 EMS 工厂的 THT 组装
S4000 轴向插件机 面向智能 EMS 工厂的 THT 组装
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。
S4000 将编带轴向元件 —— 二极管、电阻与跳线 —— 以任意角度插入通孔，并在同一循环内完成切脚、成型与压脚。5 至 60 站的模块化供料台、双跳线供料器、机器视觉孔位校正，以及可直接对接 MES 的数据通道。
主要特点
一个循环，取代四次手部动作
手工操作者要取料、核对极性、按孔距折脚、插入，再把板翻过来压脚。S4000 在一个插件循环内完成全部动作：机头从链条上切下引脚、成型、推入孔中，板下的剪脚器完成压脚。插件头携带三组对称刀具 —— 上切刀、上成型刀与推刀 —— 由 H 轴驱动上下。
任意角度，不只是 0 度和 90 度
PCB 置于伺服驱动的旋转台上。R 轴按插件程序中每一行设定的角度转动板子，因此需要 30 度二极管或斜向跳线的布局，不必再把这颗料退回工位。手册将其描述为「按预定顺序以任意角度插件」，旋转角度按程序行存储。
跳线无需先编带
散装跳线在 Z 与 Y 方向被校直，由专用 W 轴电机送至下切刀，再由插件轴插入。2024 产品册写明该机支持跳线免编带直接插件，且双供料器配置可同时处理 0.5 mm 与 0.6 mm 两种线径。南方机械的记录显示，此举可在插件过程中节省三分之一的跳线用料。
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。
| 型号 | S4000 Axial Inserter · S4000 Axial Insertion machine 2024 (product brochure) |
|---|---|
| 峰值速度 | 20,000 CPH · Brochure and series manual (manual states 20,000 points per hour) |
| 实测速度 | 10,000 CPH · S4000 Axial Insertion machine 2024 (product brochure) |
| 可插元件类型 | Axial tape-and-reel packages: diodes, resistors, jumper wire. Barrel-fed jumper wire fed independently. · Brochure and series manual (manual states 20,000 points per hour) |
| 引脚线径 | 0.3 – 0.8 mm · Brochure and series manual (manual states 20,000 points per hour) |
| 插件角度 | Any angle, adjustable, on the servo rotary table · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
| 切脚长度 | 1.2 – 2.2 mm (adjustable) · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
| 折弯角度 | 0 – 35° (adjustable) · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
| 可插元件高度 | 15 mm standard, customisable on request · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
| 可用 PCB 尺寸 | 50 x 50 mm to 400 x 300 mm (brochure) / maximum 330 x 300 mm (manual) · Conflicting — both values shown in the disclosure table below |
| PCB 板厚 | 0.79 – 2.36 mm · Brochure and series manual (manual states 20,000 points per hour) |
| 元件引脚跨距 | 5.00 – 20.00 mm (brochure) / 5.0 – 22 mm (manual) · Conflicting — both values shown in the disclosure table below |
| 供料站位数 | 5 / 10 / 20 / 30 / 40 / 50 / 60 available (brochure) / 10 / 20 / 30 / 40 configurable (manual) · Conflicting — both values shown in the disclosure table below |
| 孔位校正 | Machine vision automatic alignment, multi-point MARK correction · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
| PCB 传输 | In-line automatic loading and unloading, left to right or right to left, with a custom manual version available · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
| 驱动系统 | Custom absolute servo drive, eliminating dozens of photoelectric sensors · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
| 控制系统 | Bus-based multi-axis control, EtherCAT motion control card, industrial PC with router · Series manual section 1.3 item 16 and brochure page 3 |
| 操作系统 | Chinese / English interface on a Windows 7 control platform (manual) — brochure lists Windows-based operation · Series manual section 1.3 item 16 and brochure page 3 |
| 数据输入 | USB input in Excel file format; online and offline program editing both supported · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
| 智能工厂 | 4G IoT, MES-compatible, black-box data logging · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
| 机器尺寸 | Main machine 1780 x 1500 x 1600 mm; auxiliary machine 500 x 900 x 1000 mm; 10-station material station 850 x 900 x 1360 mm; 20-station material station 1400 x 900 x 1360 mm · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
| 重量 | 850 kg standard version (manual) / 880 kg (brochure) · Conflicting — both values shown in the disclosure table below |
| 电源 | Single-phase AC 220 V, 50/60 Hz, 1.6 kW (L+N+E) · Brochure and series manual (manual states 20,000 points per hour) |
| 系统保护 | Multiple protections including an isolation transformer · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
| 气源 | 0.6 – 0.8 MPa (brochure) / 0.5 – 0.7 MPa (manual) · Conflicting — both values shown in the disclosure table below |
| 耗气量 | 0.3 m³/min · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
| 工作环境温度 | 5 – 28°C · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
| 机器噪音 | 65 – 75 dB · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
| 插件不良率 | < 500 PPM · S4000 Series Manual V1.1, section 1.3 item 5 |
型号、对比与待确认事项
The seven axes, in the machine's own names (8 行)
| Axis | Function as described in the manual | Drive |
|---|---|---|
| X | Moves the worktable left and right; ball screw with two linear guide rails, coupling between screw and motor. | Servo, absolute |
| Y | Moves the worktable front to back on a ball screw; the R worktable is carried on the Y table. | Servo, absolute |
| R | Rotary table. Turns the PCB to the programmed insertion angle; circular guide rail and rotary disk driven by the R-axis reducer through a timing belt. | Servo, absolute |
| H | Insertion axis. Raises and lowers the three tool pairs in the cassette; gear shaft meshed with a rack. | Servo, absolute |
| U | Width or span axis. One motor drives two opposed lead screws so the left and right tool sets open and close together to match the hole pitch. | Servo, absolute |
| B | Base vertical axis. Drives the lead cutters up and down through a gear and rack; shares its drive system with the U axis for synchronised span changes. | Servo, absolute |
| C | Chain axis. Drives the insertion chains and the discharge chain from the main shaft, with a zero-position detection disk at the end of the shaft. | Servo via gearbox |
| W | Jumper axis. Straightens the jumper wire and drives a gear pair to deliver a set length to the lower cutter. | Servo, absolute |
Where the documents disagree, both values stay on the page (7 行)
| Item | 2024 product brochure | S4000 series manual V1.1 | What it changes for you |
|---|---|---|---|
| Machine dimensions | 1700 x 1500 x 1600 mm | Main 1780 x 1500 x 1600 mm + auxiliary 500 x 900 x 1000 mm | Bay width and floor layout. The 80 mm difference plus the auxiliary frame decides whether the line fits. |
| Weight | 880 kg | 850 kg standard version | Floor loading and the lifting plan for installation. 30 kg is inside normal configuration variance. |
| Available PCB size | 400 x 300 mm | 330 x 300 mm, customisable on request | Whether your largest panel runs as standard or as a custom build. Ask before you commit the panel design. |
| Component lead span | 5.00 – 20.00 mm | 5.0 – 22 mm | Whether your widest axial part is inside the standard range. Parts above 20 mm may need confirmation. |
| Feeder stations | 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60 stations available | 10 / 20 / 30 / 40 stations, configurable as needed | How many part numbers you can run without a reel change. 50 and 60 station frames are listed in the brochure only. |
| Air source | 0.6 – 0.8 MPa | 0.5 – 0.7 MPa | What your house compressor has to deliver. Specify the higher figure if you want margin. |
| Speed statement | 20,000 CPH top and 10,000 CPH actual, both printed | 20,000 points per hour, listed as maximum | Your capacity plan. The brochure is the only document that gives a separate actual figure, and it is half the top figure. |
The throughput levers, ranked by how much they usually move the answer (6 行)
| Lever | Effect on realised rate | How it is controlled |
|---|---|---|
| Number of parts per board | Dominant. A board with 60 axial parts takes six times the insertion time of a board with 10, before any other factor. | Program design; where a part can move to SMT or to a radial machine, the axial count drops. |
| Span changes within the program | High. The U axis has to open or close the tool sets to the new hole pitch, and the lead cutters follow. | Group parts by span when the layout allows it. The program list records the span per line, so this is visible before the board runs. |
| Rotation angle changes | Moderate. The R axis re-orients the table for each programmed angle. | Sequence the program by angle where the board allows, so the table turns fewer times. |
| Feeder station count | Indirect but large. Too few stations means reel changes mid-run, and every change is a stop. | Size the feeder bank against the part count of the whole product family, not the current job. |
| Board transfer and clamping | Fixed per board. The stopper, clamp and conveyor cycle repeat regardless of part count. | Amortised by running larger panels; panelisation in the software builds the multi-board program quickly. |
| Component feed reliability | Multiplicative when it goes wrong. A jam stops the machine rather than slowing it. | Feed mechanism alignment: the three centrelines between distribution head, discharge chain and chain-track guard plates must be coincident, and the chain tension set to 3–5 degrees of slack. |
详细介绍
从编带卷盘到压合成型的引脚，六个阶段
以下流程取自 S4000 系列手册对自身机构的描述。每个阶段都点明执行该动作的部件 —— 因为当产线停下来时，您需要知道该去看哪一个。
- 七个轴，按机器自身的命名. 已验证资料 轴名与功能来源：《S4000 Series Manual V1.1》第 2 节，以及《Software & Programming Manual V2.6.0.0》第 6.1.3 节。手册指出，绝对值伺服驱动省去了数十个光电开关，软调整则免除了跨距的机械调节。
文件之间有出入的地方，两个数值都留在页面上
2024 产品册与系列手册的编写目的不同，且未同步更新，共有七处数值不一致。南方机械不做平均、也不悄悄挑一个更好看的数字，而是把两个值连同出处一并列出 —— 这样您可以先把正确的数字填进自己的项目文件，其余的在报价阶段由我们确认。
每小时 20,000 点，实际能给您带来什么
宣传速度与您可以据以排班的数字，并不是同一个数字 —— 而 S4000 的文件对此相当坦白：产品册把两个都印了出来。以下是如何使用它们，而不至于对自家生产经理过度承诺。
- 每小时 20,000 点. 这是机器的标称上限 —— 各轴速度与循环时序处于设计极限，且使用理想元件与理想板型。它适合用来做规格书对比，不适合用来做产能规划。
- 实测 10,000 CPH. 2024 产品册单独印出实测速度，为峰值的一半。请用这个数字做排班与回本测算。它也是面对真实料况组合、过板时间与人工干预后仍然站得住的数字。
- 您那块板的数字. 这两个数字都不能告诉您具体某块板能跑多快，因为插件点数、元件分布、跨距变化与板子尺寸都会改变结果。这正是免费试机的意义：您提供十块光板与料表，结束时拿到一个实测节拍。
- 影响产能的杠杆，按通常对结果的影响程度排序. 已验证资料 待确认 速度数字引自上述两份来源文件。杠杆排序是南方机械依据机器机构描述所作出的工程判断，并非实测产能表 —— 请把它当作试机时的讨论顺序，并在您自己的板子上确认真实数字。
六个决定，塑造您最终收到的机器
S4000 是按配置生产的，不是货架现货。以下这些选择会改变价格、占地与机器能跑什么 —— 也是值得在下采购订单之前、而不是之后敲定的事项。
- 供料台规模. 供料台是模块化的，站位数在下单时确定，之后仍可扩展。南方机械列出的组合从 5 站到 60 站；手册列出 10、20、30、40 站为可配置。请按未来三年预计要跑的全部产品族来统计轴向料号，再额外留两个空站给还没设计出来的料。
- 双跳线供料器. 两个跳线供料器让机器无需换料即可运行两种线径 —— 0.5 mm 与 0.6 mm。产品册写明该机支持跳线免编带直接插件，并可处理卷盘式与鼓式两种跳线包装，且具备防卡料送料。若您的板子用到不止一种线径，这就是让两者同时留在程序里的选项。
- PCB 自动上板. 可选配标准自动上板装置，使机器接入在线流水，而非人工上板。产品册写明该配置可让一名操作员管理三到五台机器。传输方向可选左至右或右至左；若您希望先不上上板机，也有定制的手动版本可选。
- 内置储气罐. 产品册将内置储气罐列标配，描述为平稳气源供应，使插件品质保持稳定并降低维护量。在厂务气源与其他设备共用、邻居设备动作时气压会跌落的场合，这一点最为关键。
- 内置 3 kVA 稳压器. 内置 3 kVA 稳压器列为标配，描述为通过稳定供电减少电路故障与停机。手册补充：控制系统要求机器的所有电气系统可靠接地，保护配置中包含隔离变压器。
- 元件高度与板子尺寸. 标准元件高度允许值为 15 mm，手册注明可按需定制。最大板尺寸手册列为 330 x 300 mm、产品册列为 400 x 300 mm，且手册补充板尺寸可定制。若您的拼板超出标准范围，请在询价阶段而不是安装阶段提出。
调机究竟包含哪些工作
轴向产线的多数风险集中在安装前后的两周，而不在机器本身。软件手册把调试流程记录得足够详细，您可以据此看到自家工程师将被要求做什么。
- 各轴回零与限位. 每个轴在工程师页面回零，且各轴步骤不同：X 轴移至最右并松开联轴器，Y 轴移至最上位置，H 轴需拆下同步带，U 轴需拆同步带，R 轴需拆同步带轮，C 轴需拆减速机联轴器。随后通过位移操作设定软限位。更换伺服驱动器、电机、联轴器、同步带或同步带轮之后，同样是这套流程 —— 因此它值得在安装结束后很久仍然存档备查。
- 在机器上编制程序. 新程序从在板上标记 0 度与 90 度的插件位置开始，将板定位在中间导轨上，再逐孔步进相机确认坐标。程序列表存储插件顺序、坐标、带方向的旋转角度 R（含正负号表示方向）、跨距、供料器编号、元件型号，以及程序功能代码 —— 其中 OS 为偏移位置、I 为插件、S 为跳过、MK 为视觉对位行、E 为结束行。
- 多板拼板的拼板设置. 当多块小板共用一块拼板时，软件以单块板为基础生成程序。完成首块板的程序后，输入 X、Y 方向的拼板数量，采集左上与右下坐标，计算间距，预览结果，选择排序方式并执行。随后自动坐标校正会重新校验每一个生成的位置。
- 诊断与供料器测试. 设备状态页面显示每一个输入输出信号的实时状态，因此卡住的气缸或遮挡的光电传感器会以状态变化的形式呈现，而不必靠猜。每个站位都可在供料器测试页面单独驱动，一次点击一个动作。生产信息自动计数并保存至记录文件夹。
机器落地之后会发生什么
南方机械自 2011 年起销售与支持自动插件设备，已向巴西、印度、马来西亚、印尼、泰国、土耳其、沙特阿拉伯、厄瓜多尔、哥伦比亚与阿根廷交付五十余台自动插件机。支持模式与当年让这些机器持续运转的模式一致。
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。
产品目录与资料
- PDFS4000 Axial Insertion machine 2024 — product brochureS4000 machine documents
- PDFS4000 Axial Insertion Machine — product descriptionS4000 machine documents
- PDFAxial Inserter S4000 — overview sheetS4000 machine documents
- PDFS-4000H Jumper Wire Axial InserterS4000 machine documents
- DOCS4000 Axial Insertion Machine — users manualS4000 machine documents
- 3DS4000H jumper-wire axial inserter with PCB loader3D drawings and line layouts
- 3DS4020A axial insertion machine, 3D view3D drawings and line layouts
- 3DSMT axial taped feeder, 3D view3D drawings and line layouts
- 3DTHT axial and radial PCBA line layout3D drawings and line layouts
- XLSXTHT insertion ROI calculatorWorksheets and checklists
- XLSXTHT auto insertion ROI worksheetWorksheets and checklists
- PDFAuto insertion readiness checklistWorksheets and checklists
- PDFPCB assembly requirements for auto insertionWorksheets and checklists
- LIBBrowse the full Southern Machinery resource libraryWorksheets and checklists
- 3DProduct catalogue board
- 3DYouTube video catalogue
工程笔记
ARTICLE 01The Cheapest Axial Quotation Is Not the Cheapest Board
Three suppliers quote the same axial inserter. The lowest number wins the order, and eighteen months later nobody can explain why the through-hole department still costs what it did. Full articles are in English. The summary above carries the argument in your language. Start with the moment the comparison actually…
ARTICLE 02Twenty Thousand Points an Hour Is a Specification, Not a Forecast
The number on the datasheet decides whether you get the budget. The number on the shift report decides whether you keep your credibility. Full articles are in English. The summary above carries the argument in your language. Every insertion machine is sold on a maximum rate, and every production manager has been…
ARTICLE 03A Sixty-Station Machine You Buy Once and Configure Five Times
Most axial machines are specified against the job that justified them, and then asked to run a product family that did not exist when the order was placed. Full articles are in English. The summary above carries the argument in your language. Here is how the specification meeting usually goes. The engineering team…
ARTICLE 04Jumper Wire Is the Part That Stops Axial Lines
The machine handles diodes and resistors all day. Then it meets a jumper wire, and the shift stops being about throughput. Full articles are in English. The summary above carries the argument in your language. Ask anyone who has run an axial inserter what the worst part on the board is, and you will get the same…
ARTICLE 05Any Angle Is a Layout Decision, Not a Feature
Insertion at any angle is usually sold as a machine capability. It is more usefully understood as permission for your designer to stop routing around the machine. Full articles are in English. The summary above carries the argument in your language. Look at a through-hole layout drawn by someone who has spent years…
ARTICLE 06What Happens Between the Chain and the Board
An axial insertion happens in about a third of a second. Engineers who cannot name the stages inside that third of a second cannot diagnose a fault in it. Full articles are in English. The summary above carries the argument in your language. The scene is familiar. The machine is bending leads wrong, or cutting…
常见问题
S4000 的真实插件速度是多少？
已公布两个数字，且相差一倍。2024 产品册列出峰值速度 20,000 CPH 与实测速度 10,000 CPH；系列手册列出每小时 20,000 点为最大值。请把前者视为规格上限、后者视为规划数字，并通过试机确认您自己板子的节拍，而不是直接接受其中任何一个。
它能插哪些元件？
编带轴向元件：二极管、电阻与跳线，引脚线径 0.3 mm 至 0.8 mm。散装跳线由独立机构送料。元件高度标准允许 15 mm，可按需定制。
能插 0 度和 90 度以外的角度吗？
可以。板子置于伺服驱动的旋转台上，旋转角度是插件程序中每一行的一个字段，其正负号表示顺时针或逆时针。这正是让布局可以使用斜向元件、而不必额外加跳线绕开限制的原因。
我需要多少个供料站？
产品册列出 5、10、20、30、40、50、60 站配置；手册列出 10、20、30、40 站可按需配置。请统计您整个产品族中的不同轴向料号 —— 而不只是当前这块板 —— 并留出余量。供料台是模块化的，日后仍可扩展。
两种不同线径的跳线怎么办？
该机可选配双跳线供料器，无需换料即可处理如 0.5 mm 与 0.6 mm 两种线径，且送料机构覆盖卷盘式与鼓式两种包装，具备防卡料送料。若您的板子用到不止一种线径，请指定该选配。
它是否具备 MES 与工业 4.0 能力？
控制平台运行于 Windows，配工控机与总线式运动控制卡，软件将生产数据写入兼容 MES 的文件夹。4G 物联网与黑盒数据记录列为可选。生产信息自动计数并保存至记录文件夹，统计页面提供保存与清除功能。
一名操作员能看几台机器？
可以，前提是选配 PCB 自动上板。产品册写明标准自动上板装置可让一名操作员管理三到五台机器，且该机可与现有产线集成。传输方向可选左至右或右至左，另有定制手动上板版本可选。
免费试机包含什么？
南方机械提供免费试产：由您提供十块光板，机器运行过程实时直播以便您同步观看，之后出具书面评估报告。寄出板子、轴向料表与月用量，报告会带着实测结果回来。
为什么本页有些数字有两个值？
因为 2024 产品册与系列手册的编写目的不同，且未同步更新。共有七处不一致 —— 机器尺寸、重量、最大板尺寸、引脚跨距、供料站位数、气压，以及速度表述。本页不做平均、也不择一，而是把两个值连同出处一并列出，便于您正确规划机位与气源，其余的在报价时与我们确认。
占地多大，放得进我的机位吗？
产品册给出 1700 x 1500 x 1600 mm 与 880 kg。手册给出主机 1780 x 1500 x 1600 mm，加辅机 500 x 900 x 1000 mm，以及独立料架 —— 十站 850 x 900 x 1360 mm、二十站 1400 x 900 x 1360 mm。答案取决于配置，请把您的机位尺寸发给我们，我们来做布局。
安装需要多久，由谁来做？
安装与调试由南方机械工程师完成，费用已包含，随后进行操作员与维修培训。软件手册详细记录了各轴回零流程与程序编制工作流，因此您的团队可以在机器运输途中就着手准备程序与拼板方案。
询价时我应该提供什么？
三样东西：带线径与跨距的轴向料表、板子尺寸与厚度、月产量。若有板子图纸也请一并提供。有了这三项输入，我们就能告诉您供料台规模、是否有元件需要定制，以及插件节拍大致是什么样。
相关产品
手机充电器THT自动插件与波峰焊整线｜智能EMS PCB组装方案
面向手机充电器与电源适配器PCB的THT交钥匙整线：PCB上板机、S3010A立式插件机、S7020端子机与异形插件机、配振动盘和散料飞达的四头异形插件单元、S-WS350波峰焊及出板段。提供交互式3D产线、附出处的技术参数、视频、产品手册与投资回收测算表。
S3000 径向插件机 —— 面向智能 EMS 工厂的 THT 插件方案
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。
S7900 OddForm 异形插件机——面向智能 EMS THT PCB 组装的解决方案
S7900 异形插件机：2、4 或 6 个伺服头，单颗 0.6-0.8 s，板厚 0.6-2.0 mm，0-360 度插装，四种引脚打弯方式，同一平台上配碗式、带式、管式和盘式供料器。含 36 行 THT 物料清单拆分与三文件冲突披露表。
本页部分技术内容（表格、资料标题）按原文以英文显示。
索取报价：S4000 轴向插件机 —— 面向智能 EMS 工厂的 THT 组装
发送您的电路板、元件清单或机型，我们将回复配置方案与报价。价格按项目核定。