隨著(zhu)產業(ye)轉移與(yu)(yu)升級(ji)、新(xin)勞(lao)動(dong)合(he)同法(fa)的(de)(de)(de)實施(shi)，經濟結構(gou)轉變帶(dai)來(lai)的(de)(de)(de)城(cheng)市(shi)生(sheng)活成本(ben)上(shang)升，以(yi)(yi)及80、90后員工(gong)(gong)隊(dui)伍管(guan)理難度和(he)流動(dong)性大等因素(su)，PCB廠(chang)商(shang)正經受著(zhu)越來(lai)越嚴(yan)重的(de)(de)(de)用(yong)工(gong)(gong)短缺與(yu)(yu)勞(lao)動(dong)力(li)成本(ben)上(shang)升的(de)(de)(de)挑戰，及隨之帶(dai)來(lai)的(de)(de)(de)對生(sheng)產計劃、產品質量(liang)和(he)盈利能(neng)力(li)的(de)(de)(de)影響(xiang)。與(yu)(yu)此同時，隨著(zhu)機器人性能(neng)的(de)(de)(de)提升和(he)價格的(de)(de)(de)下降，以(yi)(yi)“自(zi)動(dong)化設備(bei)+工(gong)(gong)業(ye)機器人操作”取代傳統的(de)(de)(de)“自(zi)動(dong)化設備(bei)+人工(gong)(gong)操作”的(de)(de)(de)生(sheng)產模式將(jiang)成為PCB行業(ye)轉型發展的(de)(de)(de)趨勢(shi)。
一、工業(ye)機器人在(zai)PCB行業(ye)應用案例
早期主要應用(yong)于(yu)汽(qi)車(che)制造業(ye)(ye)，在(zai)汽(qi)車(che)生產過程中完成(cheng)(cheng)焊接、裝(zhuang)配(pei)、搬運、噴涂等(deng)工作，這些環(huan)節(jie)(jie)對(dui)機器(qi)人(ren)的精度(du)、速度(du)要求(qiu)(qiu)(qiu)并不(bu)高。但PCB行(xing)業(ye)(ye)情況(kuang)相(xiang)對(dui)復雜(za)，機器(qi)人(ren)在(zai)PCB行(xing)業(ye)(ye)的應用(yong)主要體現在(zai)各(ge)工序(xu)的上下料、翻轉、分揀(jian)、定位及檢(jian)測(ce)等(deng)功(gong)能上，要替代(dai)人(ren)工配(pei)合(he)PCB板加工設(she)備和檢(jian)測(ce)設(she)備的操作。由于(yu)PCB板的多(duo)(duo)樣性和復雜(za)性，有單(dan)層板、雙層板、多(duo)(duo)層板、柔性板、軟硬結合(he)板、無孔板和多(duo)(duo)孔板等(deng)，導致了對(dui)前端執行(xing)機構(gou)要求(qiu)(qiu)(qiu)較多(duo)(duo)；還有對(dui)定位精度(du)的要求(qiu)(qiu)(qiu)和對(dui)工作節(jie)(jie)拍的要求(qiu)(qiu)(qiu)，所(suo)以在(zai)工業(ye)(ye)機器(qi)人(ren)應用(yong)時對(dui)機器(qi)人(ren)技術和集成(cheng)(cheng)技術的要求(qiu)(qiu)(qiu)也較高。我(wo)們經(jing)過近兩(liang)年(nian)在(zai)行(xing)業(ye)(ye)里(li)的摸索(suo)和實踐，努(nu)力幫助客(ke)戶(hu)解決問題，滿足(zu)客(ke)戶(hu)的需(xu)求(qiu)(qiu)(qiu)，也積累了行(xing)業(ye)(ye)應用(yong)的經(jing)驗。目(mu)前，針對(dui)PCB行(xing)業(ye)(ye)中的很多(duo)(duo)工序(xu)環(huan)節(jie)(jie)，我(wo)們都有成(cheng)(cheng)熟的解決方案，如AOI、曝光機、鉆靶(ba)機（OPE、XZ）、銀(yin)漿灌孔、文字噴墨、棕化預疊、成(cheng)(cheng)品裝(zhuang)盤、OSP、成(cheng)(cheng)品清(qing)洗、DOME片反包(bao)膜、LCD組裝(zhuang)等(deng)。
下面重點介紹三種機(ji)器人有(you)代表性(xing)的應用案例：
1、六軸多關節機(ji)器人用于AOI檢(jian)測工序
傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)AOI掃(sao)描機(ji)(ji)器(qi)(qi)都是靠人(ren)(ren)工(gong)(gong)放(fang)(fang)板(ban)(ban)(ban)、翻板(ban)(ban)(ban)和收板(ban)(ban)(ban)，一個人(ren)(ren)看管兩(liang)臺(tai)(tai)機(ji)(ji)器(qi)(qi)，每(mei)天做(zuo)著(zhu)重復單調的(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)作(zuo)，而且剛制(zhi)作(zuo)好的(de)(de)(de)(de)(de)線路板(ban)(ban)(ban)還會散(san)發出(chu)刺鼻的(de)(de)(de)(de)(de)氣味對人(ren)(ren)體(ti)帶來(lai)一定的(de)(de)(de)(de)(de)傷害，AOI掃(sao)描機(ji)(ji)器(qi)(qi)散(san)發的(de)(de)(de)(de)(de)紅外(wai)光也(ye)是一個隱(yin)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)殺(sha)手。我們用一臺(tai)(tai)六軸(zhou)多關節機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)，替代工(gong)(gong)人(ren)(ren)負責兩(liang)臺(tai)(tai)AOI的(de)(de)(de)(de)(de)放(fang)(fang)板(ban)(ban)(ban)、翻板(ban)(ban)(ban)和收板(ban)(ban)(ban)，每(mei)班可(ke)以(yi)完成七(qi)百多塊PCB硬(ying)板(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)收放(fang)(fang)，綜(zong)合(he)效率可(ke)以(yi)達到1塊/min（其中(zhong)包括AOI機(ji)(ji)器(qi)(qi)掃(sao)描時間）。若能進一步將與收放(fang)(fang)板(ban)(ban)(ban)機(ji)(ji)配合(he)的(de)(de)(de)(de)(de)上下(xia)(xia)料運輸(shu)線，連接(jie)上AGV做(zuo)固定線路轉運，就可(ke)以(yi)實現上下(xia)(xia)工(gong)(gong)序(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)完全自動(dong)化生產了。
2、scara機(ji)器人用于線路板線圈檢測工序
目(mu)前多(duo)(duo)層板(ban)線圈短(duan)路的整套檢(jian)(jian)測設(she)(she)備(bei)市(shi)面上(shang)還寥(liao)寥(liao)無幾，大(da)(da)多(duo)(duo)數(shu)檢(jian)(jian)測設(she)(she)備(bei)都是依賴于(yu)人(ren)工(gong)(gong)，孔(kong)徑(jing)(jing)(jing)大(da)(da)的PCB板(ban)子(zi)(zi)(zi)是人(ren)工(gong)(gong)將板(ban)子(zi)(zi)(zi)放(fang)(fang)到檢(jian)(jian)測設(she)(she)備(bei)上(shang)面然后開啟設(she)(she)備(bei)檢(jian)(jian)測，孔(kong)徑(jing)(jing)(jing)小的PCB板(ban)子(zi)(zi)(zi)需(xu)要人(ren)工(gong)(gong)拿著設(she)(she)備(bei)（探頭）去對(dui)每一(yi)個線圈進(jin)(jin)行(xing)檢(jian)(jian)測。我(wo)(wo)們(men)利用SCARA機器(qi)人(ren)可以完成配合檢(jian)(jian)測設(she)(she)備(bei)的上(shang)下料和對(dui)位(wei)放(fang)(fang)置，實現(xian)一(yi)次性(xing)對(dui)大(da)(da)孔(kong)徑(jing)(jing)(jing)的板(ban)子(zi)(zi)(zi)所有(you)的線圈經行(xing)檢(jian)(jian)測；對(dui)小孔(kong)徑(jing)(jing)(jing)的板(ban)子(zi)(zi)(zi)，我(wo)(wo)們(men)利用SCARA設(she)(she)備(bei)執行(xing)端固(gu)定探頭，通(tong)過視(shi)覺定位(wei)，用探頭對(dui)每一(yi)個線圈進(jin)(jin)行(xing)檢(jian)(jian)測，我(wo)(wo)們(men)的設(she)(she)備(bei)也有(you)效地避免(mian)了人(ren)工(gong)(gong)操(cao)作(zuo)時因為(wei)線圈孔(kong)徑(jing)(jing)(jing)小或(huo)孔(kong)徑(jing)(jing)(jing)多(duo)(duo)而出現(xian)漏檢(jian)(jian)。與人(ren)工(gong)(gong)操(cao)作(zuo)相(xiang)比可以顯著提高檢(jian)(jian)測測效率，并(bing)避免(mian)因漏檢(jian)(jian)導致的質量(liang)問題。
3、DELTA機器(qi)人(ren)用于小(xiao)線路板(ban)成品裝盒工序
現有的FPC裝盤(pan)(pan)都是靠人(ren)工一個(ge)一個(ge)撿起來并放到吸塑盤(pan)(pan)里(li)面，由于(yu)FPC軟而(er)且薄(bo)在撿的時候(hou)很不(bu)方(fang)便因此效率(lv)會大大降低，Delta800加上一套視覺系統可以從凌亂的FPC堆里(li)面挑出合格的然(ran)后按照要求擺放到吸塑盤(pan)(pan)里(li)面，效果不(bu)遜于(yu)人(ren)工。他的速(su)度(du)可以達到60片/min，完全可以取代人(ren)工去(qu)進行分揀裝盤(pan)(pan)。
三(san)、工業機器人(ren)在PCB行(xing)業代替(ti)人(ren)工的優勢
與汽(qi)車行(xing)業及其(qi)他(ta)制造業一樣，工(gong)業機器(qi)人在PCB行(xing)業代(dai)替人工(gong)給企業帶來(lai)諸(zhu)多的(de)優(you)勢。
1、減少用(yong)工，加快工作節(jie)(jie)拍，提高(gao)工作效(xiao)率。機器人可(ke)以(yi)實現較高(gao)速(su)度的重復性操(cao)作，可(ke)以(yi)遠高(gao)于人工的工作節(jie)(jie)拍，從而帶來工作效(xiao)率的大幅提升和人工成本(ben)、管理成本(ben)的降低(di)。
2、提(ti)升(sheng)作業精(jing)度(du)，提(ti)高產(chan)品質(zhi)量。機器(qi)人可以利用編(bian)程及視覺系統，實現(xian)準(zhun)確定位和重(zhong)復精(jing)度(du)，有效地提(ti)升(sheng)了產(chan)品的質(zhi)量。
3、避免作(zuo)業環境對工(gong)人健(jian)康和(he)安全的(de)潛在威脅，節約了(le)環境安全方面的(de)投入。
4、減少重復、枯燥工(gong)序對工(gong)人狀態(tai)影響(xiang)而導致的效率和質量的下降和事故率；
5、優化(hua)作(zuo)業(ye)流程(cheng)，減少了作(zuo)業(ye)空間。
6、有效(xiao)降低料耗(hao)率。
7、可24小時(shi)連續作業(ye)及在(zai)黑燈環境(jing)下作業(ye)；
8、可以使制造(zao)過程柔(rou)性化。未來PCB行業將(jiang)會出現越來越多小批量的訂貨(huo)，使用工業機器人(ren)可以大大提升生產的柔(rou)性，實現訂單的快速交付。
9、品牌形象和信譽的(de)提(ti)(ti)升。工業機器(qi)人的(de)應(ying)(ying)用使得PCB廠家(jia)的(de)自動化水平得以進一步提(ti)(ti)升，帶動產(chan)品質量、生產(chan)效率、成本控制、響應(ying)(ying)能力等(deng)方面的(de)進步，提(ti)(ti)高了廠家(jia)在行業內的(de)整體(ti)競爭實(shi)力。
四、工業機(ji)器人在PCB行業應用(yong)前景
目前工(gong)業(ye)機器人在(zai)(zai)PCB行業(ye)的應(ying)(ying)用(yong)還剛剛起步，還面(mian)(mian)臨很(hen)多需要(yao)解(jie)決的問題。PCB行業(ye)很(hen)多作業(ye)線(xian)是非標產品(pin)，在(zai)(zai)機器人應(ying)(ying)用(yong)過程中要(yao)受到現有作業(ye)空間的局(ju)限，受到原有設備能力的限制，面(mian)(mian)對不同(tong)PCB板材質因素的影(ying)響，還要(yao)考慮應(ying)(ying)用(yong)各種傳感器提高機器人的智能化，同(tong)時還要(yao)考慮為廠家培訓(xun)一批可(ke)以操(cao)作和維護機器人的員工(gong)。
未來工業機器人在PCB行業的應用將(jiang)呈現(xian)以下趨勢：
1、從(cong)單站或單線(xian)應用，到多線(xian)應用。現(xian)有PCB企(qi)業想(xiang)全面引入機(ji)器(qi)人實現(xian)自動化生產較為困難，需投入大(da)量資金進(jin)行改(gai)(gai)造(zao)，但(dan)可(ke)以就(jiu)具備條件的(de)單站和單線(xian)進(jin)行分(fen)步(bu)改(gai)(gai)造(zao)，待(dai)取得明顯(xian)收(shou)效后，再逐步(bu)擴大(da)應用范圍(wei)。
2、從單純機(ji)器(qi)人(ren)的(de)(de)應用到與AGV等(deng)其他智能裝備相(xiang)結合(he)的(de)(de)應用。現有個工(gong)序(xu)(xu)生產(chan)線間(jian)的(de)(de)物(wu)料傳送大部分為人(ren)工(gong)操作，可以分布(bu)實施以機(ji)器(qi)人(ren)和AGV結合(he)實現物(wu)料的(de)(de)有序(xu)(xu)傳送。
3、現有工廠(chang)以局部應用為主，新廠(chang)建設將做整體規(gui)劃，直(zhi)接導入(ru)機(ji)器(qi)人及AGV的(de)應用。
4、通(tong)過工業(ye)機(ji)器人與物聯網的結(jie)合，將(jiang)使制造過程更(geng)智能(neng)化和(he)柔(rou)性化。
二、工(gong)業機器人的(de)種(zhong)類及特點
工業(ye)機(ji)器人(ren)是一種(zhong)通(tong)過重復編程和(he)(he)(he)自(zi)動控制，能夠(gou)完(wan)成制造(zao)(zao)過程中某些操作任(ren)務的多(duo)功能、多(duo)自(zi)由度的機(ji)電一體化(hua)自(zi)動機(ji)械(xie)裝備和(he)(he)(he)系統(tong)，它(ta)結合制造(zao)(zao)主機(ji)或(huo)生(sheng)產(chan)(chan)線，可(ke)以組成單機(ji)或(huo)多(duo)機(ji)自(zi)動化(hua)系統(tong)，在(zai)無人(ren)參與下，實(shi)現(xian)搬運、焊接、分(fen)揀、裝配和(he)(he)(he)噴涂(tu)等(deng)多(duo)種(zhong)生(sheng)產(chan)(chan)作業(ye)。
自(zi)20世(shi)紀60年代(dai)初第一代(dai)機(ji)器人(ren)在美(mei)國問世(shi)以來，工業機(ji)器人(ren)的研(yan)制(zhi)和應用發(fa)展迅速，在生產中應用日益廣泛，已成為現代(dai)制(zhi)造業重要的高度自(zi)動化裝備(bei)。
工(gong)業機(ji)(ji)(ji)器人(ren)主要由本體（包(bao)(bao)含機(ji)(ji)(ji)械軀干部分、電機(ji)(ji)(ji)、減速機(ji)(ji)(ji)）和電控(kong)（包(bao)(bao)括驅動和控(kong)制(zhi)系統(tong)）兩(liang)部分構成(cheng)，其(qi)作用(yong)是利用(yong)末端的(de)執行機(ji)(ji)(ji)構代替人(ren)手抓取物品或工(gong)具，完成(cheng)不同的(de)任務。目前主流的(de)工(gong)業機(ji)(ji)(ji)器人(ren)有三種，包(bao)(bao)括：SCARA（四(si)軸平行關節機(ji)(ji)(ji)器人(ren)）、DELTA（并聯機(ji)(ji)(ji)器人(ren)）和六軸多關節機(ji)(ji)(ji)器人(ren)（包(bao)(bao)括六軸以上的(de)多關節機(ji)(ji)(ji)器人(ren)及衍生的(de)雙臂機(ji)(ji)(ji)器人(ren)）。
工業機器人(ren)最顯著的特點歸納(na)有(you)以下三點：
1、可(ke)編程。生產自動化的進一步發展(zhan)是柔(rou)(rou)性(xing)(xing)自動化。工業機器(qi)人可(ke)隨其工作任務和環境變化的需要(yao)而再編程，因此(ci)它在小批(pi)量多品種具有均衡高效率的柔(rou)(rou)性(xing)(xing)制造過程中能發揮(hui)很好的功用(yong)，是柔(rou)(rou)性(xing)(xing)制造系統(tong)（FMS）中的一個(ge)重要(yao)組成部分。
2、擬人化(hua)。工業機器(qi)(qi)(qi)人在機械結構上有(you)類似(si)人的(de)行(xing)走、腰轉(zhuan)、大臂(bei)、小臂(bei)、手(shou)腕、手(shou)爪等部(bu)分，在控制上有(you)電(dian)腦(nao)。此外，智能化(hua)工業機器(qi)(qi)(qi)人還有(you)許多類似(si)人類的(de)“生物傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)”，如皮膚型接觸(chu)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、力傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、負載(zai)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、視覺傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、聲覺傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、語言功能等。傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)提高了工業機器(qi)(qi)(qi)人對(dui)周圍環境的(de)自適應能力。
3、通用(yong)性。除了專(zhuan)門設計的(de)專(zhuan)用(yong)的(de)工(gong)業機(ji)器(qi)(qi)人外，一般工(gong)業機(ji)器(qi)(qi)人在執行不(bu)同的(de)作(zuo)業任務(wu)時具(ju)有較好的(de)通用(yong)性。比(bi)如，更換(huan)工(gong)業機(ji)器(qi)(qi)人手(shou)(shou)部(bu)末端操作(zuo)器(qi)(qi)（手(shou)(shou)爪、工(gong)具(ju)等）便可執行不(bu)同的(de)作(zuo)業任務(wu)。
