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(lái)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(lái)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(lái)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)。
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(chē)制造業(yè)，在汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)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(wú)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(guò)近兩年在行業(yè)里的摸索和實(shí)踐，努力幫助客戶(hù)解決問(wèn)題，滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，也積累了行業(yè)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。
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(lái)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。
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(wú)幾，大多數(shù)檢測(cè)設(shè)備都是依賴(lài)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(kāi)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(guò)視覺(jué)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(wèn)題。
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(pán)都是靠人工一個(gè)一個(gè)撿起來(lái)并放到吸塑盤(pán)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(jué)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(pán)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(pán)。
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(wèn)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(guò)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(lái)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。現(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，再逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
2、從單純機(jī)器人的應(yīng)用到與AGV等其他智能裝備相結(jié)合的應(yīng)用。現(xiàn)有個(gè)工序生產(chǎn)線間的物料傳送大部分為人工操作，可以分布實(shí)施以機(jī)器人和AGV結(jié)合實(shí)現(xiàn)物料的有序傳送。
3、現(xiàn)有工廠以局部應(yīng)用為主，新廠建設(shè)將做整體規(guī)劃，直接導(dǎo)入機(jī)器人及AGV的應(yīng)用。
4、通過(guò)工業(yè)機(jī)器人與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，將使制造過(guò)程更智能化和柔性化。
