初看起來，增加貼片機頭的數(shù)量似乎是增加產(chǎn)量的*好方法?？墒牵N片頭只是許多對整個貼裝速率起作用的因素之一。定位系統(tǒng)、定中心、送料器提前、吸嘴轉換時間、貼放順序的優(yōu)化、送料器位置和PCB傳送時間等，是決定實際產(chǎn)量的其它一些因素。還有，在作大多數(shù)產(chǎn)量決定的時候，要考慮到利潤回報的問題。
吸放設備(pick-and-place machine)制造商提供不同的貼片頭的設計，每個都有優(yōu)點與缺點。常見的貼片頭設計有轉塔式(射片機，chipshooter)、旋轉式(revolver)和簡單的線性組合式頭/吸嘴。
貼片頭的設計
轉塔式貼片頭設備是在一個旋轉的轉塔上安裝許多貼片頭。塔在水平面內旋轉，在塔的一邊吸取元件，另一邊貼放元件，在其間定中心。塔的設計對高速射片機是*常見的?？墒牵@種設備隨著貼片頭數(shù)量的增加(因而增加塔的尺寸)，要求很大的地面空間；并且可能作業(yè)期間的轉換困難。
旋轉式貼片頭設備與轉塔式設備類似，有幾個頭附著在旋轉的圓形基礎上。不同的是轉塔上的頭平行于PCB，而旋轉設備上的頭是垂直的，象轂上的輪輻。旋轉式頭在垂直平面內旋轉，在底部的每個頭吸取元件，旋轉期間定中心，然后貼放。旋轉式頭通常比轉塔式頭更緊湊，但是，"收集 - 貼放"兩步的原則意味著它不能以連續(xù)的高速度運行。另外，它使用復雜的軟件運算法則，這可能使故障檢定困難。
在簡單的組合頭系統(tǒng)中，幾個貼片頭一起安裝在一個X-Y定位拱架上，貼片頭上下移動來吸取和貼放元件。這些設計的使用在單一的梁上從一個頭到16個頭都有。它沒有頭支座的旋轉運動。通常，貼片頭可以單獨地或共同地吸取元件(成組吸取，gang picks)。成組吸取以減少總的吸取時間是轉塔式和旋轉式貼片機都不能做到的。使用現(xiàn)有的設計，幾乎沒有可能同時貼出一個以上的元件(成組貼放，gang place)。因為它要求貼片頭間距在PCB上**的貼放位置分布。
本文焦點集中在組合式線性設計上，中等至大批量系統(tǒng)中*流行的類型。表一和表二顯示了頭的數(shù)量是怎樣影響貼片速度的模擬結果。使用一到四個頭的結果是每增加一個頭有超過10%的改進。第五個頭改進減少到8%并繼續(xù)迅速下降。
表一、簡單組合頭的每個元件貼裝速度
| 貼片頭數(shù)量 | 每頭時間(秒) | 速度改進(%) |
| 1 | 0.524 | - |
| 2 | 0.333 | 36.4 |
| 3 | 0.270 | 19.0 |
| 4 | 0.239 | 11.7 |
| 5 | 0.220 | 8.0 |
| 6 | 0.207 | 5.8 |
| 7 | 0.198 | 4.4 |
| 8 | 0.191 | 3.4 |
表二、吸取和貼放元件的總的周期時間
| 貼片頭數(shù)量 | 周期時間(毫秒) | 每個元件的時間 |
| 1 | 520 | 520 |
| 2 | 660 | 330 |
| 3 | 800 | 267 |
| 4 | 940 | 235 |
| 5 | 1080 | 216 |
| 6 | 1220 | 203 |
| 7 | 1360 | 194 |
| 8 | 1500 | 188 |
循環(huán)時間
在組成吸取 - 貼放循環(huán)時間的主要四個步驟中，可以找到對這個降低的解釋： - 吸取時間。增加更多的頭不會增加吸取時間(假設貼片頭可以同時吸取元件)。注意旋轉式與轉臺式頭單獨地吸取所有元件，這個時間本文假定為100毫秒。
- X-Y從吸取到貼片位置的運行時間。同樣，這不依靠頭的數(shù)量。這個時間假定為140毫秒。
- 貼放時間，包括X-Y從**個到*后一個貼片的運行時間。這個時間隨著頭的數(shù)量而增加，因為機器不能同時貼放元件。PCB不是按機器頭的構造設計的。假設每個元件花140毫秒。如果機器貼裝一個元件的貼裝時間是140毫秒，那么八個元件將花1120毫秒。
- X-Y從*后一個貼片位到吸取位置的運行時間。與頭的數(shù)量無關。再假定140毫秒為標準。因此，吸取 - 貼放的周期時間隨著頭的數(shù)量增加而減少。
多少頭才足夠？
頭的數(shù)量通過同時吸取多個元件減少吸取時間和X-Y運行時間，如果可能，但是增加貼放時間。在有兩個頭的機器情況下，吸取和X-Y運行時間合計(380毫秒)是總的周期時間的57.6%。可是，在八個頭的情況下，這個時間減少到只有25.3%，當使用數(shù)量多的頭時，大大地減少了返回時間。
另一個問題是隨著頭數(shù)量的增加，同時吸取元件的機會通常會降低。從一個簡單的統(tǒng)計可以看到，需要更多的元件同時在合適的位置可能性減少。因此，有理由認為多頭設備上更少的同時吸取機會，減少了總的吸取時間的優(yōu)勢。
對一個簡單的成組貼片頭設備，增加吸取 - 貼片時間的*有效方法是減少貼片時間。傳統(tǒng)上，通過減少貼放時間，使Z軸(上下)運動*小，增加X-Y運行速度，或增加Z軸速度，來完成。新的設計已增加了雙梁方法，單臺機器有兩個X梁，每個有一個分開的成組貼片頭系統(tǒng)。一個頭吸取時另一個頭在貼放?？墒牵哂?6個頭的雙梁設備(每個梁八個頭)是效率不高的，因為很難實現(xiàn)優(yōu)化。
幾乎75%的周期時間(1120毫秒)是在貼片。在一個雙梁系統(tǒng)上，一個梁貼片時，另一個在吸取。因為吸取時間短很多，吸取梁(或頭)必須等待貼放的梁。估計大約有740毫秒是浪費的時間。
*佳的結構是一個雙頭系統(tǒng)，有四個成組頭在每個支座上，總計八個吸嘴(2頭 x 4吸嘴)。兩個頭安裝在單個X梁上，但在X方向用各自的馬達和線性編碼器獨立移動。象一個八頭的機器，它可同時吸取八個元件，但不象雙梁機器，它可以同時貼放兩個元件。由于頭的排列和位置系統(tǒng)，該機幾乎在實際生產(chǎn)時達到一個四頭/單梁機器貼片速率的兩倍。具有兩套八個組合頭的雙梁機器實際產(chǎn)量只有50%的增加。
結論
由于吸取時間與貼放時間比較相對較短，增加更多頭的好處在第四個頭之后迅速減少，通常實得其返地影響平均SMT PCB的產(chǎn)量。在X-Y拱架系統(tǒng)上增加產(chǎn)量的*好方法是減少*長的元件貼放時間。使用每個頭上有四個吸嘴的雙頭系統(tǒng)，機器可以同時吸取八個元件和貼放兩個元件。這將有近乎兩倍的實際產(chǎn)量，相當于一個具有四個吸嘴的單頭設備。一臺類似的雙梁機器只有理論貼片速度的1.5倍。