SHINKAWA MP-2P1
一、概述
SHINKAWA MP-2P1 是“三轴平移+单旋转轴”协同控制组装检测一体化设备，核心定位为“半导体分立器件封装、高端车载传感器、微型光电器件的高精度制程装备”。新川依托在精密运动控制与视觉检测领域的成熟技术，为MP-2P1搭载了X/Y/Z三轴高精度线性电机+R轴精密旋转电机的传动系统，集成超高分辨率视觉定位与智能制程管控模块，在保障±1.5μm级定位精度的同时，兼顾制程效率与成本平衡，可完成芯片贴装、微型连接器焊接、传感器光学元件组装等中高端制程，广泛适配汽车电子模块制造、半导体封装测试、消费电子高端零部件生产等对精度与可靠性有严苛要求的场景。
典型应用场景中，设备展现出精准协同与高效制程的双重优势：在高端车载传感器组装场景，通过X/Y/Z三轴平移与R轴旋转协同，实现光学镜片与基座的精准对位，定位精度达±1.5μm，镜片平行度误差≤0.002°，满足车载传感器的光学性能要求；在半导体分立器件封装场景，支持01005超微型封装芯片的贴装，贴装效率达4000点/小时，良率≥99.98%，较传统设备提升30%；在微型光电器件组装场景，同步完成元件贴装、激光点焊与精度检测，贴装偏差≤0.8μm，焊接强度一致性偏差≤4%，适配光通信模块的高可靠性需求。
硬件架构采用“精准传动+单目高清视觉+模块化制程”的优化高端方案，核心由X/Y/Z/R四轴传动系统（三轴平移+单旋转轴）、3000万像素高清视觉系统、多轴运动控制卡、标配焊接/点胶模块及工业级人机交互系统构成。设备采用落地式加固设计，配备恒温散热与防震基座。核心配置方面，X/Y/Z轴采用高精度线性电机，定位精度±1.5μm，重复定位精度±0.5μm；R轴采用精密旋转电机，定位精度±0.002°，重复定位精度±0.001°；搭载3000万像素CCD相机与远心镜头，视觉定位精度±0.2μm；集成高端运动控制卡与PLC，支持四轴协同轨迹规划；配备12英寸工业触控屏，支持离线编程与多语言操作；具备EtherNet/IP、RS485等工业通信接口，可接入智能工厂MES系统，实现数据协同与追溯。
二、技术参数
参数类别 | 参数名称 | 具体参数 | 单位 |
|---|
基本参数 | 型号 | SHINKAWA MP-2P1 | - |
产品类型 | 三轴平移+单旋转轴精密组装检测一体化设备 | - |
安装方式 | 落地式安装，配备防震基座（水平度≤0.08mm/m） | - |
外形尺寸（长×宽×高） | 1000×700×1400（±2） | mm |
冷却方式 | 液冷+静音风扇复合散热，温度控制精度±1℃ | - |
重量 | 约350 | kg |
电源与气源参数 | 输入电源类型 | 三相交流（3PH AC） | - |
额定输入电压 | 380V AC（允许范围：342V~418V AC） | V AC |
输入频率范围 | 50Hz~60Hz | Hz |
额定输入功率 | 3.5 | kW |
气源要求 | 高洁净压缩空气，压力0.5MPa~0.8MPa，流量≥60L/min，过滤精度≤0.05μm，露点≤-30℃ | MPa/L/min/μm/℃ |
运动控制参数 | 驱动系统 | X/Y/Z轴高精度线性电机；R轴精密旋转电机（旋转范围0°~360°） | - |
定位精度 | ±1.5（X/Y/Z轴）；±0.002°（R轴） | μm/° |
重复定位精度 | ±0.5（X/Y/Z轴）；±0.001°（R轴） | μm/° |
最大运动速度 | 600（X/Y轴）；250（Z轴）；80°/s（R轴） | mm/s/°/s |
运动行程（X/Y/Z轴） | X轴：350mm；Y轴：250mm；Z轴：120mm | mm |
负载能力（Z轴） | 8 | kg |
视觉定位参数 | 相机配置 | 3000万像素工业CCD相机，帧率45fps | 像素/fps |
光学镜头 | 远心光学镜头，焦距20mm~80mm可调，畸变率≤0.02% | mm/% |
视觉定位精度 | ±0.2 | μm |
识别范围 | 8mm×8mm~120mm×120mm | mm×mm |
制程性能参数 | 适用元件尺寸 | 01005封装（0.4mm×0.2mm）~60mm×60mm元件 | mm×mm |
组装/检测效率 | 最高4000点/小时（01005封装元件）；200组/小时（光学组装） | 点/小时/组/小时 |
焊接温度控制精度（标配） | ±0.8 | ℃ |
检测精度 | 0.1 | μm |
制程良率 | ≥99.98%（标准测试条件下） | - |
环境与可靠性参数 | 工作温度范围 | 19℃~26℃（最佳精度范围）；15℃~30℃（正常工作范围） | ℃ |
工作湿度范围 | 35%~60%RH，无凝露 | RH |
振动要求 | 工作时环境振动≤0.08g（10Hz~2000Hz） | g |
抗干扰性能 | 符合EN 61326-1 Class B级抗干扰标准，ESD±20kV接触/±25kV空气 | - |
平均无故障运行时间（MTBF） | ≥80,000小时（25℃环境） | 小时 |
三、功能特点
1. 四轴协同传动，精准适配中高端制程
设备采用X/Y/Z三轴线性电机+R轴旋转电机的四轴协同传动方案，在保障高端精度的同时优化成本，X/Y/Z轴定位精度达±1.5μm，重复定位精度±0.5μm，R轴定位精度±0.002°，可稳定适配01005超微型封装元件（0.4mm×0.2mm）的组装及光学元件的旋转对位需求。三轴线性电机配备亚微米级光栅尺反馈装置，分辨率达0.05μm，实时采集运动数据并传输至运动控制卡，通过PID+前馈复合控制算法，动态修正运动轨迹，在600mm/s的高速运动下仍能保持微米级定位精度，避免高速运行导致的元件偏移。R轴采用直驱式旋转电机，消除传统旋转机构的机械间隙，支持0°~360°连续旋转与任意角度精准定位，在光学元件组装场景中，可实现元件0.001°的微角度调节，确保光学轴线对齐精度≤0.002°。四轴协同支持“平移+旋转”复合轨迹规划，例如在车载传感器组装时，通过X/Y轴平移对位、R轴旋转调整角度、Z轴下压贴装的协同动作，一次完成元件精准组装，较分步操作效率提升50%，贴装偏差≤0.8μm。
2. 高清视觉定位，保障制程精准可控
设备搭载3000万像素工业CCD相机与远心光学镜头，视觉定位精度达±0.2μm，可精准识别0.1μm级的元件特征（如芯片引脚、光学镜片边缘），有效保障高端制程的定位精度。远心镜头具备低畸变率（≤0.02%）特性，确保不同视场范围内的测量精度一致性，特别适用于大尺寸基板上多元件的批量组装场景。视觉系统集成新川优化版AI识别算法，通过50万级元件样本训练，可快速识别元件外观缺陷（缺角、划痕、引脚变形）并分类，识别准确率≥99.98%，检测效率达4000点/小时，较传统算法提升40%。系统具备“视觉引导-运动补偿”闭环功能：相机实时捕捉元件与基板的Mark点位置，将偏差数据传输至运动控制卡，控制四轴实时修正运动轨迹，补偿基板安装偏差与元件公差，使贴装良率提升至99.98%。针对多品种生产需求，视觉系统支持“模板快速调用”功能，可存储500组以上不同元件的视觉模板，换型时仅需调用对应模板并简单校准，换型时间≤15分钟，适配中小批量多品种的生产节奏。
3. 模块化制程单元，灵活适配多元场景
设备采用“核心平台+模块化扩展”的设计架构，标配芯片贴装、激光焊接、高精度点胶三大核心制程单元，可根据需求扩展等离子清洗、真空吸附等功能单元，灵活适配半导体封装、车载电子、光电器件等多元中高端场景。芯片贴装单元支持01005~60mm×60mm元件的精准取放，配备可调压力吸盘（压力0.05N~80N），适配不同材质元件的抓取需求，贴装良率≥99.98%；激光焊接单元采用脉冲激光焊接技术，焊接功率调节范围5W~80W，光斑直径10μm~100μm可调，支持微型引脚与精密结构的焊接，焊接强度波动≤4%；高精度点胶单元采用气动+压电复合驱动，点胶精度达0.005μL，点胶速度达800点/分钟，可实现半导体封装的underfill点胶与传感器的密封点胶。各模块通过标准化接口与核心平台连接，更换模块时间≤25分钟，支持多模块协同工作，例如“芯片贴装-激光焊接-视觉检测”全流程自动化，无需人工干预，制程周期较传统设备缩短30%。设备支持800组制程参数存储，通过触控屏即可快速调用不同产品的参数方案，大幅提升换型效率。
4. 智能管控与便捷运维，降低使用门槛
设备配备12英寸工业触控屏，搭载新川智能管控系统，支持中文、英文、日文多语言操作，界面采用“参数展示+流程指引”的模块化设计，关键参数（定位精度、良率、设备状态）一目了然，新手操作人员经专业培训后即可上岗。控制系统集成离线编程功能，通过专用软件在电脑端构建2D仿真环境，完成四轴运动轨迹、视觉定位、制程参数的编程与仿真验证，避免现场调试导致的设备碰撞与元件损坏，编程效率提升60%。数据交互方面，设备具备EtherNet/IP、RS485通信接口，可无缝接入MES系统，实时上传生产数据（产量、良率、制程参数）与设备运行数据，支持远程监控、参数下发与生产调度；集成数据追溯功能，为每个产品生成唯一追溯码，记录全流程制程数据，便于质量追溯与问题排查。运维方面，设备具备完善的自诊断与预测性维护功能，通过传感器实时监测核心部件运行状态，结合算法预测部件剩余寿命，提前发出维护提醒；出现故障时，系统自动显示故障代码、原因分析及解决方案，复杂故障可远程连线技术专家诊断，故障解决时间缩短至1.5小时以内。
5. 加固设计与环境适配，保障稳定运行
设备采用中高端加固设计，机身采用高强度钢材与铝合金焊接而成，配备被动式防震基座，振动衰减率≥90%，可有效抵消环境振动影响，确保设备在0.08g振动环境下仍能保持高精度。核心部件（线性电机、旋转电机、相机）均选用进口高端品牌，经过800小时连续运行测试，故障率≤0.02%。散热系统采用液冷+风扇复合方案，设备内部温度控制精度±1℃，避免温度变化导致的机械变形与精度波动，适配19℃~26℃的最佳精度环境。机身采用半封闭防尘设计，防护等级达IP53，可在半导体洁净车间（Class 10000及以上）内稳定运行。抗干扰性能达EN 61326-1 Class B级标准，内部采用多层屏蔽、独立接地等抗干扰措施，可抵御车间内高频设备与电磁干扰，确保视觉定位与运动控制的稳定性。气源系统采用三级过滤设计，过滤精度达0.05μm，露点≤-30℃，避免气源杂质导致的点胶堵塞与焊接缺陷；电源系统配备稳压装置，可耐受±8%的电网波动，确保设备在复杂电网环境下稳定运行。设备通过CE、UL、ISO 9001认证，可适配全球中高端电子制造场景。
