機(jī)器人在印刷電路板行業(yè)的應(yīng)用

     隨著電子產(chǎn)品的廣泛普及，加上超小型化和高度集成的發(fā)展趨勢，市場對于PCB生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)能和效率的要求也日趨苛刻。同時(shí)，“劉易斯拐點(diǎn)”在內(nèi)開始顯現(xiàn)，勞動(dòng)力成本不斷攀升，使制造企業(yè)的運(yùn)營成本不斷增加。為了應(yīng)對市場需求和挑戰(zhàn)，昆山東威電鍍設(shè)備技術(shù)有限公司 (昆山東威) 率先在PCB制造中采用了工業(yè)機(jī)器人，并選用Universal Robots公司的“全球創(chuàng)新機(jī)器人”―― UR5機(jī)器人，組建成一條能夠自動(dòng)上下料的自動(dòng)化電鍍板生產(chǎn)線，解決了傳統(tǒng)人工上下板的問題，首次讓PCB制作流程進(jìn)入無人化生產(chǎn)時(shí)代。

    昆山東威電鍍設(shè)備技術(shù)有限公司是中大的電鍍板自動(dòng)生產(chǎn)線供應(yīng)商之一, 一直以來致力于為PCB制造商提供穩(wěn)定、先進(jìn)、操作簡便且更具成本效益的制造設(shè)備。該條生產(chǎn)線由Universal Robots授權(quán)經(jīng)銷商昆山先行控制技術(shù)有限公司進(jìn)行系統(tǒng)集成和整合，通過使用UR5型機(jī)器人把員工從繁重的重復(fù)勞動(dòng)中解放出來，而且提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。首臺(tái)UR5型機(jī)器人已于2012年10月部署到位。

    在昆山東威的電鍍板自動(dòng)化生產(chǎn)線上，兩臺(tái)UR5機(jī)器人相互默契配合，安靜并準(zhǔn)確地執(zhí)行上板和下板工作。上板處的UR5機(jī)器人抓取電鍍板后，自動(dòng)跟隨生產(chǎn)線的速度，將電鍍板準(zhǔn)確無誤地放置于加工線上。在下料處，另一臺(tái)UR5機(jī)器人也能夠自動(dòng)跟隨生產(chǎn)線，將加工完的電鍍板取下，并放置于指定位置。板與板之間的間隔距離可由廠商定制。

    昆山先行控制技術(shù)有限公司副總經(jīng)理危勇軍先生表示：“UR5不僅能完全代替人工完成其基本功能，還在生產(chǎn)速度、精度、可靠性方面大大超越了手工上下料，能夠?yàn)榭蛻魟?chuàng)造了更多價(jià)值。有了這樣的解決方案，東威可以為客戶提供全面自動(dòng)化上下板的生產(chǎn)線，客戶獲得投資回報(bào)的周期非常短，而且將在產(chǎn)能、生產(chǎn)效率、靈活度等方面具有強(qiáng)大市場競爭力。”

小機(jī)身 大優(yōu)勢

    工業(yè)機(jī)器人的安全、便攜還有靈活對昆山東威來說非常重要。UR5機(jī)器人僅重18公斤，機(jī)身非常輕巧，不僅能夠倒置安裝在昆山東威的生產(chǎn)線上，還可以自由地在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，以便執(zhí)行不同任務(wù)，即插即用。

    “UR5安裝非常方便、操作簡單，靈活度極高。我們在交付機(jī)器人時(shí)，只需拆包并通電，再用幾個(gè)小時(shí)編程及調(diào)試，機(jī)器人即可使用了。而且我們能很容易地把它搬到其他地方執(zhí)行不同工作，不需要起重機(jī)或別的機(jī)械來搬運(yùn)UR機(jī)器人“，危勇軍先生表示。在調(diào)試時(shí)，只需要由技術(shù)工人用手移動(dòng)機(jī)械臂，確定取板的起始點(diǎn)，再設(shè)置上板的終點(diǎn)，之后機(jī)器人會(huì)自動(dòng)運(yùn)算整個(gè)軌跡，并根據(jù)生產(chǎn)線的速度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，不需要更多的操作。

小廠房 大產(chǎn)能

    由于中許多中小企業(yè)的工廠面積有限，普通工業(yè)機(jī)器人無法進(jìn)駐。以昆山東威為例，其生產(chǎn)線之間的間隔較小。之前工人需要側(cè)站在凳上，實(shí)行上板/下板操作。若使用普通工業(yè)機(jī)器人，廠商需要擴(kuò)大廠房面積，但這也將相應(yīng)降低廠房單位面積產(chǎn)能。因此，昆山東威選擇UR5機(jī)器人，在不擴(kuò)廠的同時(shí)，照樣實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化生產(chǎn)，成功提高廠房單位面積產(chǎn)能。

    Universal Robots的副主席兼首席商務(wù)官托馬斯.維斯帝 (Thomas Visti) 先生表示：“對于空間有限的生產(chǎn)廠房，身材小巧的UR機(jī)器人擁有絕對優(yōu)勢。假設(shè)同樣是50平米的廠房空間，有的企業(yè)能夠布25條生產(chǎn)線，有的卻只能布15條，這兩者之間的產(chǎn)能差距是不言而喻的。”

人機(jī)同和 安全保障

    在生產(chǎn)線中，工作人員的安全也是廠商關(guān)注的重點(diǎn)。由于廠房場地有限，工廠沒有足夠空間設(shè)立機(jī)器人的安全防護(hù)柵欄。那么，如何在布局緊湊并且有機(jī)器人工作的生產(chǎn)線上，保證工作人員的安全，這對廠商和員工來說都至關(guān)重要。

    Tomas Visiti對此說道：“UR機(jī)器人的一大顯著優(yōu)勢就是它們無需安全圍欄就可以直接與人協(xié)同工作。它唯一一個(gè)通過認(rèn)證、能夠在無防護(hù)條件下實(shí)現(xiàn)人機(jī)共同作業(yè)的機(jī)器人。一旦人與機(jī)器人接觸并產(chǎn)生150牛頓的力，UR機(jī)器人就自動(dòng)停止工作。”危勇軍先生也表示：”UR5所具備的人機(jī)同和功能，讓它完全像同事一樣，和員工近距離工作。這一特點(diǎn)大大降低了我們的生產(chǎn)成本。廠商不需要安裝護(hù)欄，這是使用普通機(jī)器人時(shí)不可想象的。”

小投資 大回報(bào)

    在用戶滿產(chǎn)且整個(gè)上下板系統(tǒng)無故障的理想狀況下，此應(yīng)用中的UR5投資回報(bào)周期預(yù)計(jì)為24個(gè)月。同時(shí)，隨著中‘劉易斯拐點(diǎn)’的到來，投資使用UR機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的回報(bào)期在不久的將來會(huì)更短，投資回報(bào)率也會(huì)更高。

    Thomas Visti表示：“UR5機(jī)器人卓越的靈活度、易于安裝、編程簡單和安全輕巧等特點(diǎn)在昆山東威的生產(chǎn)線上得以充分地發(fā)揮和體現(xiàn)。這條無人化PCB制作生產(chǎn)線為未來PCB制造自動(dòng)化的實(shí)踐和發(fā)展提供了一個(gè)行之有效的成功范例。”