PCB行業(yè)新技能：自動(dòng)化設(shè)備+工業(yè)機(jī)器人

PCB行業(yè)新技能：自動(dòng)化設(shè)備 +工業(yè)機(jī)器人自從有了機(jī)器人之后，工業(yè)是邁進(jìn)了一個(gè)新的發(fā)展模式，機(jī)器人的助力在很大程度上減少了人員的負(fù)擔(dān)，還使工業(yè)發(fā)展得到了更高效的生產(chǎn)。如今，工業(yè)機(jī)器人 +自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)模式將成為 PCB行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新趨勢(shì)。PCB行業(yè)是技術(shù)密集型和資金密集型行業(yè)， 但也依然是勞動(dòng)密集型行業(yè)， 大量的自動(dòng)化設(shè)備是需要人工操作和流水線作業(yè)的，一個(gè)中等規(guī)模的 PCB企業(yè)就有數(shù)千名員工。隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移與升級(jí)、新勞動(dòng)合同法的實(shí)施，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變帶來的城市生活成本上升，以及 80、90后員工隊(duì)伍管理難度和流動(dòng)性大等因素， PCB廠商正經(jīng)受著越來越嚴(yán)重的用工短缺與勞動(dòng)力成本上升的挑戰(zhàn)，及隨之帶來的對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)品質(zhì)量和盈利能力的影響。與此同時(shí)，隨著機(jī)器人性能的提升和價(jià)格的下降，以自動(dòng)化設(shè)備+工業(yè)機(jī)器人操作取代傳統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)備+人工操作的生產(chǎn)模式將成為PCB行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的趨勢(shì)。一、工業(yè)機(jī)器人的種類及特點(diǎn)工業(yè)機(jī)器人是一種通過重復(fù)編程和自動(dòng)控制，能夠完成制造過程中某些操作任務(wù)的多功能、多自由度的機(jī)電一體化自動(dòng)機(jī)械裝備和系統(tǒng)，它結(jié)合制造主機(jī)或生產(chǎn)線，可以組成單機(jī)或多機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)，在無人參與下，實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)、焊接、分揀、裝配和噴涂等多種生產(chǎn)作業(yè)。自20世紀(jì)60年代初第一代機(jī)器人在美國問世以來，工業(yè)機(jī)器人的研制和應(yīng)用發(fā)展迅速，在生產(chǎn)中應(yīng)用日益廣泛，已成為現(xiàn)代制造業(yè)重要的高度自動(dòng)化裝備。工業(yè)機(jī)器人主要由本體（包含機(jī)械軀干部分、電機(jī)、減速機(jī)）和電控（包括驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)）兩部分構(gòu)成，其作用是利用末端的執(zhí)行機(jī)構(gòu)代替人手抓取物品或工具，完成不同的任務(wù)。目前主流的工業(yè)機(jī)器人有三種，包括： SCARA（四軸平行關(guān)節(jié)機(jī)器人）、DELTA（并聯(lián)機(jī)器人）和六軸多關(guān)節(jié)機(jī)器人（包括六軸以上的多關(guān)節(jié)機(jī)器人及衍生的雙臂機(jī)器人） 。工業(yè)機(jī)器人最顯著的特點(diǎn)歸納有以下三點(diǎn)：1、可編程。生產(chǎn)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展是柔性自動(dòng)化。工業(yè)機(jī)器人可隨其工作任務(wù)和環(huán)境變化的需要而再編程，因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過程中能發(fā)揮很好的功用，是柔性制造系統(tǒng)（ＦＭＳ）中的一個(gè)重要組成部分。2、擬人化。工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有電腦。此外，智能化工業(yè)機(jī)器人還有許多類似人類的生物傳感器，如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負(fù)載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。傳感器提高了工業(yè)機(jī)器人對(duì)周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。3、通用性。除了專門設(shè)計(jì)的專用的工業(yè)機(jī)器人外，一般工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時(shí)具有較好的通用性。比如，更換工業(yè)機(jī)器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。二、工業(yè)機(jī)器人在 PCB行業(yè)應(yīng)用案例工業(yè)機(jī)器人早期主要應(yīng)用于汽車制造業(yè)，在汽車生產(chǎn)過程中完成焊接、裝配、搬運(yùn)、噴涂等工作，這些環(huán)節(jié)對(duì)機(jī)器人的精度、速度要求并不高。但 PCB行業(yè)情況相對(duì)復(fù)雜，機(jī)器人在PCB行業(yè)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在各工序的上下料、翻轉(zhuǎn)、分揀、定位及檢測(cè)等功能上，要替代人工配合 PCB板加工設(shè)備和檢測(cè)設(shè)備的操作。由于 PCB板的多樣性和復(fù)雜性，有單層板、雙層板、多層板、柔性板、軟硬結(jié)合板、無孔板和多孔板等，導(dǎo)致了對(duì)前端執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求較多；還有對(duì)定位精度的要求和對(duì)工作節(jié)拍的要求， 所以在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用時(shí)對(duì)機(jī)器人技術(shù)和集成技術(shù)的要求也較高。 我們經(jīng)過近兩年在行業(yè)里的摸索和實(shí)踐， 努力幫助客戶解決問題，滿足客戶的需求，也積累了行業(yè)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。目前，針對(duì) PCB行業(yè)中的很多工序環(huán)節(jié)，我們都有成熟的解決方案，如 AOI、曝光機(jī)、鉆靶機(jī)（OPE、XZ）、銀漿灌孔、文字噴墨、棕化預(yù)疊、成品裝盤、 OSP、成品清洗、DOME片反包膜、LCD組裝等。下面重點(diǎn)介紹三種機(jī)器人有代表性的應(yīng)用案例：1、六軸多關(guān)節(jié)機(jī)器人用于 AOI檢測(cè)工序傳統(tǒng)的 AOI掃描機(jī)器都是靠人工放板、翻板和收板，一個(gè)人看管兩臺(tái)機(jī)器，每天做著重復(fù)單調(diào)的動(dòng)作，而且剛制作好的線路板還會(huì)散發(fā)出刺鼻的氣味對(duì)人體帶來一定的傷害，AOI掃描機(jī)器散發(fā)的紅外光也是一個(gè)隱形的殺手。 我們用一臺(tái)六軸多關(guān)節(jié)機(jī)器人， 替代工人負(fù)責(zé)兩臺(tái)AOI的放板、翻板和收板，每班可以完成七百多塊PCB硬板的收放，綜合效率可以達(dá)到1塊/min（其中包括AOI機(jī)器掃描時(shí)間）。若能進(jìn)一步將與收放板機(jī)配合的上下料運(yùn)輸線，連接上AGV做固定線路轉(zhuǎn)運(yùn)，就可以實(shí)現(xiàn)上下工序的完全自動(dòng)化生產(chǎn)了。六軸多關(guān)節(jié)機(jī)器人應(yīng)用于收放板2、SCARA機(jī)器人用于線路板線圈檢測(cè)工序目前多層板線圈短路的整套檢測(cè)設(shè)備市面上還寥寥無幾，大多數(shù)檢測(cè)設(shè)備都是依賴于人工，孔徑大的PCB板子是人工將板子放到檢測(cè)設(shè)備上面然后開啟設(shè)備檢測(cè)，孔徑小的PCB板子需要人工拿著設(shè)備（探頭）去對(duì)每一個(gè)線圈進(jìn)行檢測(cè)。我們利用SCARA機(jī)器人可以完成配合檢測(cè)設(shè)備的上下料和對(duì)位放置，實(shí)現(xiàn)一次性對(duì)大孔徑的板子所有的線圈經(jīng)行檢測(cè)；對(duì)小孔徑的板子，我們利用SCARA設(shè)備執(zhí)行端固定探頭，通過視覺定位，用探頭對(duì)每一個(gè)線圈進(jìn)行檢測(cè)，我們的設(shè)備也有效地避免了人工操作時(shí)因?yàn)榫€圈孔徑小或孔徑多而出現(xiàn)漏檢。與人工操作相比可以顯著提高檢測(cè)測(cè)效率，并避免因漏檢導(dǎo)致的質(zhì)量問題。SCARA機(jī)器人應(yīng)用于上下料3、DELTA機(jī)器人用于小線路板成品裝盒工序現(xiàn)有的FPC裝盤都是靠人工一個(gè)一個(gè)撿起來并放到吸塑盤里面，由于 FPC軟而且薄在撿的時(shí)候很不方便因此效率會(huì)大大降低， Delta800加上一套視覺系統(tǒng)可以從凌亂的 FPC堆里面挑出合格的然后按照要求擺放到吸塑盤里面，效果不遜于人工。他的速度可以達(dá)到 60片/min，完全可以取代人工去進(jìn)行分揀裝盤。DELTA并聯(lián)機(jī)器人應(yīng)用于 FPC成品裝盤三、工業(yè)機(jī)器人在 PCB行業(yè)代替人工的優(yōu)勢(shì)與汽車行業(yè)及其他制造業(yè)一樣， 工業(yè)機(jī)器人在PCB行業(yè)代替人工給企業(yè)帶來諸多的優(yōu)勢(shì)。1、減少用工，加快工作節(jié)拍，提高工作效率。機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)較高速度的重復(fù)性操作，可以遠(yuǎn)高于人工的工作節(jié)拍，從而帶來工作效率的大幅提升和人工成本、 管理成本的降低。2、提升作業(yè)精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。機(jī)器人可以利用編程及視覺系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位和重復(fù)精度，有效地提升了產(chǎn)品的質(zhì)量。3、避免作業(yè)環(huán)境對(duì)工人健康和安全的潛在威脅，節(jié)約了環(huán)境安全方面的投入。4、減少重復(fù)、枯燥工序?qū)と藸顟B(tài)影響而導(dǎo)致的效率和質(zhì)量的下降和事故率；5、優(yōu)化作業(yè)流程，減少了作業(yè)空間。6、有效降低料耗率。7、可24小時(shí)連續(xù)作業(yè)及在黑燈環(huán)境下作業(yè)；8、可以使制造過程柔性化。未來 PCB行業(yè)將會(huì)出現(xiàn)越來越多小批量的訂貨，使用工業(yè)機(jī)器人可以大大提升生產(chǎn)的柔性，實(shí)現(xiàn)訂單的快速交付。9、品牌形象和信譽(yù)的提升。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用使得 PCB廠家的自動(dòng)化水平得以進(jìn)一步提升，帶動(dòng)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本控制、響應(yīng)能力等方面的進(jìn)步，提高了廠家在行業(yè)內(nèi)的整體競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。四、工業(yè)機(jī)器人在

PCB行業(yè)應(yīng)用前景目前工業(yè)機(jī)器人在

PCB

行業(yè)的應(yīng)用還剛剛起步，還面臨很多需要解決的問題。

PCB

行業(yè)很多作業(yè)線是非標(biāo)產(chǎn)品，

在機(jī)器人應(yīng)用過程中要受到現(xiàn)有作業(yè)空間的局限，

受到原有設(shè)備能力的限制，面對(duì)不同 PCB板材質(zhì)因素的影響，還要考慮應(yīng)用各種傳感器提高機(jī)器人的智能化，同時(shí)還要考慮為廠家培訓(xùn)一批可以操作和維護(hù)機(jī)器人的員工。未來工業(yè)機(jī)器人在 PCB行業(yè)的應(yīng)用將呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：1、從單站或單線應(yīng)用，到多線應(yīng)用?，F(xiàn)有 PCB企業(yè)想全面引入機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)較為困難，需投入大量資金進(jìn)行改造，但可以就具備條件的單站和單線進(jìn)行分步改造，待取得明顯收效后，再逐