隨著行業的轉移和升級,新勞動合同法的實施,經濟結構轉型帶來的城市生活成本上升,以及80后90后勞動力管理的難度和流動性, PCB制造商正面臨越來越嚴重的勞動力短缺和勞動力成本上升的挑戰,以及隨之而來的生產計劃結果,
產品質量和盈利能力的影響。
與此同時,隨著機器人性能的提高和價格的下降,以“自動化設備+工業機器人操作”取代傳統的“自動化設備+手動操作”生產模式將成為PCB產業轉型發展的趨勢。
一,工業機器人的類型和特點工業機器人是一種多功能,多自由度的機電一體化自動機械設備和系統,通過重復編程和自動控制,結合制造,可以完成制造過程中的一些操作任務。主機或生產線,它可以形成單機或多機自動化系統,并實現處理,焊接,分揀和
組裝和噴涂各種生產作業。
自20世紀60年代初美國第一代機器人問世以來,工業機器人的發展和應用迅速發展,并在生產中得到越來越廣泛的應用,已成為現代制造業中重要的高度自動化設備。工業機器人主要由本體(包括機械軀干部分,電機,減速器)和電子控制(驅動和控制系統)組成,其作用是使用執行器的末端而不是手抓物品或工具來完成不同的任務。
目前有三種主流工業機器人,包括:SCARA(四軸并聯機器人),DELTA(并聯機器人)和六軸多關節機器人(包括六軸以上的多關節機器人和衍生雙臂機器人) )。
工業機器人最顯著的特點歸納為以下三點:
01
可編程生產自動化的進一步發展是靈活的自動化。
工業機器人可以根據工作任務和環境變化的需要進行編程,因此可以在靈活的制造過程中發揮良好的作用,小批量均衡,高效,是柔性制造系統(FMS)的重要組成部分。 。
02
擬人工業機器人在機械結構上類似人的行走,腰部,大臂,小臂,手腕,爪子等部位,在電腦的控制下。此外,智能工業機器人還有許多類似的人體“生物傳感器”,如皮膚接觸傳感器,力傳感器,載荷傳感器,視覺傳感器,聲學傳感器,語言功能等。
傳感器提高了工業機器人對周圍環境的適應能力。
03
多功能性除了專門設計的特殊工業機器人外,一般工業機器人在執行不同的工作任務時具有良好的多功能性。
例如,更換工業機器人的手動操作員(爪子,工具等)可以執行不同的工作任務。
二,工業機器人在PCB行業的應用案例工業機器人主要用于汽車行業的早期階段,在汽車生產過程中完成焊接,裝配,搬運,噴涂等工作,這些環節對機器人的準確性,速度要求不高。但是,PCB行業的情況比較復雜,機器人在PCB行業的應用主要體現在裝卸過程,翻轉,分揀,定位和檢測等功能,用PCB板加工設備和檢測設備代替手冊操作。由于PCB板的多樣性和復雜性,有單層板,雙層板,多層板,柔性板,軟硬板,多孔板和多孔板等,導致對前板的更多要求。端部執行器,以及定位精度要求和工作節拍要求,因此在工業機器人應用中對機器人技術和集成技術的要求也很高。經過近兩年的行業探索和實踐,我們努力幫助客戶解決問題,滿足客戶需求,同時也積累了行業應用的經驗。目前,對于PCB行業的眾多工藝環節,我們有成熟的解決方案,如AOI,曝光機,鉆孔靶機(OPE,XZ),銀漿灌裝孔,文字噴墨,棕色預堆疊,成品裝載, OSP,成品清洗,DOME薄膜防涂,LCD組裝等。
以下重點介紹三種機器人的代表性應用案例:
01
用于AOI檢測過程的六軸多關節機器人傳統的AOI掃描機是基于手動面板,翻轉板和封閉板,一個人觀看兩臺機器,每天做重復單調的動作,只是做了一個好的電路板會發出一股刺鼻的氣味給人體帶來一定的傷害,AOI掃描機發出的紅外線也是一種隱形殺手。我們使用六軸多關節機器人,更換工人負責兩個AOI釋放板,翻轉板和封板,每類可完成700多塊PCB紙板,綜合效率可達1 / min(包括AOI機器)掃描時間)。
如果我們可以進一步匹配帶有牽引器的裝卸線,連接AGV做固定線轉運,就可以實現上下工序的全自動生產。
02
Scara Robot用于電路板線圈檢測工藝目前,多層板線圈短路成套檢測設備還很少,大多數檢測設備依賴人工,大口徑PCB板手動將板放在檢測設備上再轉在設備檢測中,PCB板的小孔徑需要手動握住設備(探頭)來檢測每個線圈。我們可以使用SCARA機器人完成測試設備的裝卸和放置位置,實現一次性對大板孔徑的所有線圈通過線路檢測;對于電路板的小孔徑,我們使用SCARA設備執行端部固定探頭,通過視覺定位,用探頭檢測每個線圈,我們的設備也有效避免手動操作,因為線圈孔徑小或孔徑很大,漏掉了。
與手動操作相比,它可以顯著提高檢測和測量的效率,并避免因錯過檢查而導致的質量問題。
03
DELTA機器人用于小型電路板成品箱裝載過程現有的FPC板是由人工一個拾取放入泡罩托盤,因為FPC在拾取時軟而薄非常不方便,因此效率會大大降低, Delta800加上一套視覺系統可以從凌亂的FPC堆中選擇合格的,然后根據要求放入吸塑托盤中,效果不亞于手動。
他的速度可以達到60件/分,這可以完全取代手工進行分揀板。
第三,工業機器人在PCB行業中取代勞動力的優勢
像汽車工業和其他制造業一樣,工業機器人在PCB工業中代替勞動力為企業帶來諸多優勢。 1,減少就業,加快工作節拍,提高工作效率。
機器人可以實現更高速度的重復操作,可以遠高于手動工作節拍,從而大大提高生產力和人工成本,降低管理成本。 2,提高操作的準確性,提高產品質量。
機器人可以使用編程和視覺系統來實現精確定位和重復精度,有效地提高產品質量。
3,避免操作環境對工人健康安全的潛在威脅,節約環保安全投入。
4,減少重復,枯燥過程對工人狀態的影響,效率和質量下降和事故率下降;
5,優化操作流程,減少工作空間。
6,有效降低材料消耗率。
7,可在24小時連續運行并在黑燈環境下運行。
8,可以使制造過程靈活。在未來PCB行業將出現越來越多的小批量訂單,使用工業機器人可以大大提高生產的靈活性,實現訂單的快速交付。
9,品牌形象和推廣信譽。工業機器人的應用使得PCB制造商的自動化水平得到進一步提高,推動了產品質量,生產效率,成本控制,響應能力等方面的進步,提高了行業制造商的整體競爭力。
四。工業機器人在PCB行業的應用前景目前,工業機器人在PCB行業的應用剛剛起步,但也面臨著許多亟待解決的問題。 PCB行業很多操作線都是非標準產品,在機器人應用過程中受到現有操作空間的限制,受原設備容量的限制,面對不同的PCB板質量因素,還要考慮應用一個各種傳感器改進智能機器人,
四。工業機器人在PCB行業的應用前景目前,工業機器人在PCB行業的應用剛剛起步,但也面臨著許多亟待解決的問題。 PCB行業很多操作線都是非標準產品,在機器人應用過程中受到現有操作空間的限制,受原設備容量的限制,面對不同的PCB板質量因素,還要考慮應用一個各種傳感器改進智能機器人,
與此同時,我們還應考慮培訓一批能夠操作和維護機器人的員工。
1,從單站或單線應用,到多線應用。現有PCB企業想要全面引進機器人實現自動化生產比較困難,既要投入大量資金進行改造,又可以有條件地對單站和單線進行改造后的步驟,取得明顯效果,然后逐步擴大適用范圍。
2,從簡易機器人的應用到與AGV等智能設備相結合的應用。現有工藝生產線之間的物料轉移大多是人工操作,可以通過機器人和AGV的組合進行分配,實現物料的有序傳輸。
3,現有工廠以本地應用為導向,新工廠的建設將做好整體規劃,直接引進機器人和AGV應用。
4,通過工業機器人和物聯網的結合,將使制造過程更加智能和靈活。