SMT贴片机同步带跳齿引发元件偏移？

SMT贴片机的贴装头依靠同步带来实现微米级别的定位精度，但是同步带跳齿故障会导致整个精密系统的瘫痪，跳齿的时候，机械的实际位置和控制系统的记录位置之间会出现偏差，从而造成贴装坐标偏移、抛料率上升以及设备不断发出警报。该问题一般是由啮合失效引起的，在张力不够的情况下，高速加减速所产生的惯性力会使同步带和带轮打滑，带轮齿槽磨损、同步带老化伸长也会使这种情况更加严重。在排查的时候要对同步带表面的状态、带轮的齿形是否完好以及张紧机构的工作情况等进行检查，并且要建立起定期点检制度来防止问题的发生。

一、跳齿故障的现场表现与传动机制

贴装头由取料位置移动到贴装位置的过程中，其运动轨迹的控制精度要达到±0.02mm之内。同步带传动系统是通过带齿和带轮齿槽之间的啮合来达到这样的精度的，每次贴装完成后，控制系统都会把伺服电机编码器的位置信息记下来，并且默认机械位置和电机转角是一一对应的。

跳齿之后就不存在这样的对应关系了，伺服电机显示已经到达了目标位置，但是由于同步带跳过了一些齿轮，所以实际的位置和设计坐标之间存在差异。最直观的表现就是元件贴装坐标出现了系统性的偏差，并且这种偏差并不是随机产生的，而是所有的后续贴装点都在同一个方向上发生偏移。抛料率也会忽然提高，因为吸嘴下落的位置已经不能够准确地对准料盘上的孔位了，在进行重复定位误差检测的时候就会发现误差值突然增大，而设备自检程序也检测到了位置偏差超出限定范围的情况，并且发出警报使机器停止工作。

二、啮合失效的三个主要诱因

最常见的原因是张力不够，如果同步带在安装的时候没有达到规定的预紧力，在高速和低速之间进行加速或者减速的时候，由于惯性力大于啮合摩擦力，就会使带齿从带轮上的齿槽中滑出，尤其是在急停的时候，贴装头突然减速所产生的反向惯性力会使松弛的同步带朝相反的方向移动。带轮齿槽磨损之后啮合深度也会变小。正常的齿槽为梯形或者半圆形，磨损之后就变成了浅槽，带齿咬合深度不够，在受到侧面压力的时候很容易脱落，有的设备用了五六年之后，带轮表面就会有很明显的抛光痕迹，这是由于长时间的摩擦造成的材料损失。

同步带本身的老化和伸长也会造成啮合不稳。橡胶材料经过多次拉伸之后会蠕变，整个带体伸长使得节距变大，原来紧密配合的带齿和齿槽之间出现了空隙。再加上表面橡胶层开裂、局部缺齿，啮合面积减小之后单位齿所承受的压力加大，容易打滑。

三、排查流程与关键检查点

停机之后要先对同步带的表面情况进行目测检查，主要观察带体是否有横向裂纹，因为横向裂纹一般会出现在弯曲应力集中处，并且如果裂纹深度大于1mm就要进行更换。带齿的部分是否完好无损，有无局部缺失或者牙齿磨损的情况。用手在带体上摸一下，看看是否有硬块或者软化的地方，这是橡胶老化的表现。

带轮检查时要慢慢地转动带轮，并且仔细地查看齿槽的情况。正常的齿槽底部应该为光滑的弧形或者平面，如果有台阶状磨痕或者齿槽两边有明显的毛刺的话，就表示磨损已经影响到了啮合的质量，齿槽内是否有橡胶碎片、纤维丝等异物存在，这些异物会使同步带抬高从而减小啮合深度。

张紧机构的检查应该包括对弹簧或者气缸的工作状态进行检验。有的设备使用张紧轮来自动补偿同步带的伸长，当弹簧疲劳之后张紧力就会降低。用张力计测量同步带的张力值，并和设备说明书上给出的标准范围进行比较，带轮固定螺栓也必须一个一个地进行扭矩检测，如果松动了的话，带轮就会在轴上产生轻微的位移，从而影响到传动精度。

总结

同步带跳齿属于一个小问题，但是它会损坏整个系统的定位基准。预防跳齿的主要方法就是维持啮合稳定性的状态，即要经常地去监测张力的变化情况，并且按照累计的工作时间来确定同步带需要更换的时间点，在安装新的同步带的时候也要同时检查带轮的磨损情况以防止出现新旧部件配合不当的问题，长时间高速运转的设备还要定期用激光对中仪来检测带轮同心度，如果轴向偏差大于0.1毫米的话就会造成同步带受力不均、加快局部磨损。建立了这套预防性维护系统之后，跳齿故障的发生率可以降到原来的百分之二十以下。