工業(yè)機器人在PCB行業(yè)的應用

 來源：萬正科技   更新時間：2016/4/14   閱讀次數(shù)：2856

        PCB行業(yè)是技術(shù)密集型和資金密集型行業(yè)，但也依然是勞動密集型行業(yè)，大量的自動化設備是需要人工操作和流水線作業(yè)的，一個中等規(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、新勞動合同法的實施，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變帶來的城市生活成本上升，以及80、90后員工隊伍管理難度和流動性大等因素，PCB廠商正經(jīng)受著越來越嚴重的用工短缺與勞動力成本上升的挑戰(zhàn)，及隨之帶來的對生產(chǎn)計劃、產(chǎn)品質(zhì)量和盈利能力的影響。與此同時，隨著機器人性能的提升和價格的下降，以“自動化設備+工業(yè)機器人操作”取代傳統(tǒng)的“自動化設備+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。

        一、工業(yè)機器人的種類及特點

工業(yè)機器人是一種通過重復編程和自動控制，能夠完成制造過程中某些操作任務的多功能、多自由度的機電一體化自動機械裝備和系統(tǒng)，它結(jié)合制造主機或生產(chǎn)線，可以組成單機或多機自動化系統(tǒng)，在無人參與下，實現(xiàn)搬運、焊接、分揀、裝配和噴涂等多種生產(chǎn)作業(yè)。

         自20世紀60年代初第一代機器人在美國問世以來，工業(yè)機器人的研制和應用發(fā)展迅速，在生產(chǎn)中應用日益廣泛，已成為現(xiàn)代制造業(yè)重要的高度自動化裝備。

        工業(yè)機器人主要由本體(包含機械軀干部分、電機、減速機)和電控(包括驅(qū)動和控制系統(tǒng))兩部分構(gòu)成，其作用是利用末端的執(zhí)行機構(gòu)代替人手抓取物品或工具，完成不同的任務。目前主流的工業(yè)機器人有三種，包括：SCARA(四軸平行關(guān)節(jié)機器人)、DELTA(并聯(lián)機器人)和六軸多關(guān)節(jié)機器人(包括六軸以上的多關(guān)節(jié)機器人及衍生的雙臂機器人)。

        工業(yè)機器人最顯著的特點歸納有以下三點：

        1、可編程。生產(chǎn)自動化的進一步發(fā)展是柔性自動化。工業(yè)機器人可隨其工作任務和環(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)中的一個重要組成部分。

        2、擬人化。工業(yè)機器人在機械結(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)機器人對周圍環(huán)境的自適應能力。

3、通用性。除了專門設計的專用的工業(yè)機器人外，一般工業(yè)機器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務時具有較好的通用性。比如，更換工業(yè)機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。

        二、工業(yè)機器人在PCB行業(yè)代替人工的優(yōu)勢

        與汽車行業(yè)及其他制造業(yè)一樣，工業(yè)機器人在PCB行業(yè)代替人工給企業(yè)帶來諸多的優(yōu)勢。

        1、減少用工，加快工作節(jié)拍，提高工作效率。機器人可以實現(xiàn)較高速度的重復性操作，可以遠高于人工的工作節(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。機器人可以利用編程及視覺系統(tǒng)，實現(xiàn)準確定位和重復精度，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、枯燥工序?qū)と藸顟B(tài)影響而導致的效率和質(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)將會出現(xiàn)越來越多小批量的訂貨，使用工業(yè)機器人可以大大提升生產(chǎn)的柔性，實現(xiàn)訂單的快速交付。

        9、品牌形象和信譽的提升。工業(yè)機器人的應用使得PCB廠家的自動化水平得以進一步提升，帶動產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本控制、響應能力等方面的進步，提高了廠家在行業(yè)內(nèi)的整體競爭實力。

        三、工業(yè)機器人在PCB行業(yè)應用前景

        目前工業(yè)機器人在PCB行業(yè)的應用還剛剛起步，還面臨很多需要解決的問題。PCB行業(yè)很多作業(yè)線是非標產(chǎn)品，在機器人應用過程中要受到現(xiàn)有作業(yè)空間的局限，受到原有設備能力的限制，面對不同PCB板材質(zhì)因素的影響，還要考慮應用各種傳感器提高機器人的智能化，同時還要考慮為廠家培訓一批可以操作和維護機器人的員工。

        未來工業(yè)機器人在PCB行業(yè)的應用將呈現(xiàn)以下趨勢：

        1、從單站或單線應用，到多線應用?，F(xiàn)有PCB企業(yè)想全面引入機器人實現(xiàn)自動化生產(chǎn)較為困難，需投入大量資金進行改造，但可以就具備條件的單站和單線進行分步改造，待取得明顯收效后，再逐步擴大應用范圍。

        2、從單純機器人的應用到與AGV等其他智能裝備相結(jié)合的應用?，F(xiàn)有個工序生產(chǎn)線間的物料傳送大部分為人工操作，可以分布實施以機器人和AGV結(jié)合實現(xiàn)物料的有序傳送。

        3、現(xiàn)有工廠以局部應用為主，新廠建設將做整體規(guī)劃，直接導入機器人及AGV的應用。

        4、通過工業(yè)機器人與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，將使制造過程更智能化和柔性化。

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