走入电子制造领域的工业机器人

文章来源:慕尼黑上海电子生产设备展 点击数:20 发布时间:2017-02-08
最近,麦肯锡全球研究院预测,到了2055年全球大约一半的工作活动会实现自动化。随着生产方式向柔性、智能、精细转变,构建以智能制造为根本特征的新型制造体系迫在眉睫...

最近,麦肯锡全球研究院预测,到了2055年全球大约一半的工作活动会实现自动化。随着生产方式向柔性、智能、精细转变,构建以智能制造为根本特征的新型制造体系迫在眉睫,全国各地产业对工业机器人的需求将大幅提升。众所皆知,机器人替代人工生产已经成为未来制造业重要的发展趋势,工业机器人被喻为“制造业皇冠顶端的明珠”,政府正在大力推动工业自动化、数字化、智能化的早日实现,这将成为是中国智能制造腾飞的重要基础。

作为最具潜能的工业机器人发展国家,21世纪以来,中国工业机器人迎来高速发展:2013年,中国首次成为全球机器人最大消费国;2014年,中国机器人产业发展元年,机器人产量快速增长;2015年,《中国制造2025》部署实施制造强国战略,把机器人列为中国制造业亟须强力发展的关键技术;2017年,预计工业机器人销量达到25万台,年复合增长率9.5%。国际机器人联合会称,中国已是世界第一大机械手市场,并且市场规模只会进一步扩大,估计到2019年中国将占全球工业机器人市场的40%。

据统计,电子行业工业机器人的需求在全球工业机器人销量中占比约30%,继汽车及汽车零部件之后的工业机器人应用第二大行业。近两年来,3C电子行业以迅雷不及掩耳之势迅速成为机器人行业争抢的香饽饽。3C制造业正在迎来新发展的战略转型机遇期,中国市场用户需求的快速升级,为3C制造业提出了挑战,也带来了新机遇。

行业需求机器人蓬勃发展的主因

电子制造业作为一个庞大的产业,工人数量众多,重复的工作多,产品更新很快,定制化的要求也很高。自动化设备的引入将会改善整个产业的产能,缩短生产周期同时提高产品质量的最优途径,尤其是 3C电子行业。

竞争的变化促使3C电子厂商生产效率的革新,以便快速的响应市场变化以及产品更新,更高效能的生产制造能力,更高品质的产品管理质量控制。我国3C产业的自动化需求主要在部件加工,如玻璃面板、手机壳、PCB等功能性元件的制造;装配和检测;部件贴标、整机贴标等方面。

为了保持我国制造业大国的地位,提高自身的成本竞争力,机器人的使用势在必行。机器人已可以完成电子制造过程中的大量工序,如搬运型作业,包括上下料,器件插接;加工型作业,如打磨,切割,去水口飞边等;装配型作业:如按键装配,屏幕压接、锡焊、涂胶等;以及检测型作业。

在手机生产领域内,视觉机器人应用比较广泛,例如分拣装箱、撕膜系统、激光塑料焊接、高速四轴码垛机器人等适用于触摸屏检测、擦洗、贴膜等一系列流程的自动化系统的应用。对此,上海发那科机器人有限公司(2017慕尼黑上海电子生产设备展,展位号:E2.2100)推出机器人视觉与手机外壳瑕疵检测,透过FANUC iRvision 2D视觉系统,对金属手机壳外观进行瑕疵检测;避免人力由于疲劳的漏检,在高强度的重复视觉检测动作中,保证产品外观一致性。

与汽车制造业使用的传统工业机器人相比,3C制造业使用的机器人必须更小巧、灵活、快速,以满足电子组装加工设备日益精细化的需求。例如,那智不二越公司(2017慕尼黑上海电子生产设备展,展位号:E2.2102)的EZ03 WING SLICER型机器人,在EZ03在主体部分采用独立结构,拥有可上下移动的第一轴结构及纤细的手臂,实现设备紧凑化。EZ03还拥有宽广的动作范围,配合巧妙的电缆布线,可以以最短的路径进行高速移动,缩短30%以上的周期时间。除EZ03之外,EZ系列还拥有丰富的可选机型及紧凑的控制装置,可以满足各种各样的生产需求。

针对电子行业对柔性生产和灵活制造的需求,各大机器厂商纷纷推出灵巧、紧凑型的机器人。比如ABB集团(2017慕尼黑上海电子生产设备展,展位号:E2.2502)最为引人瞩目的“Yumi”,其设计满足了小件装配的生产需求:双臂设计、多功能智能双手、通用小件进料器、一流的精密运动控制、基于机器视觉的部件定位以及最先进的控制系统和软件。

YuMi 3C产品组装、测试、包装一体化系统是由一台YuMi搭配AIV小车组成的移动工作站和一台固定工位的YuMi协作完成路由器产品的装配与测试,其中AIV小车负责运送移动的YuMi捡取并组装零件。通过AIV小车与YuMi的搭配,组成了一套集3C产品组装、测试、包装于一体的全自动无人工厂。YuMi在运输物料的同时完成产品组装工作,多个工作同时操作,大幅提高生产效率。充分展现YuMi对消费电子产品行业多应用场景的适应性。

协作机器人智能转型的创新展现

机器人是智能制造的支撑设备,而人机协作是下一代机器人的本质特征。随着机器人相关的新技术层出不穷,协作机器人作为一个颠覆式的创新将机器人应用带入了一个全新的层次,它首先出现在非主流的工业机器人市场,比如电子组装、科研等领域,并逐步向汽车等主流工业机器人市场渗透。

近期,Innova Research研究公司公布了2017年全球智能机器人八大趋势,这八大趋势其中之一就是关于协作机器人。Innova Research分析认为,协作机器人将快速增长,估计2015年全球机器人市场出货中已经有4%是协作机器人,而全球协作机器人市场可能在未来十年达到超过百亿美元的规模。

作为协作机器人行业的领军者,来自丹麦的优傲机器人公司(2017慕尼黑上海电子生产设备展,展位号:E2.2200)的协作机器人相当于人的手臂,力传感器和夹爪则相当于人的手指,可实现装配位置的精确定位探寻和装配过程中对力的控制。比如配有力传感器和夹爪的UR机器人,通过触碰调整进行精准定位后,使用与人类手指相似的力度成功实现CPU、DIMM/内存条及其它复杂零件的柔性装配。

从行业应用而言,目前人机协作机器人最广泛的应用场景仍集中于3C行业。以智能手机制造为例,生产过程涉及焊接、装配、打磨、检测等等,既要跟上产品的更新换代速度,又要保证复杂流程中的品控问题,人机协作是目前最佳的解决方案。

协作型机器人将在未来的工业生产中成为主力和趋势,到2020年,协作型机器人的全球市场价值将达到30亿美元,相当于目前传统工业机器人本体的市场规模。《中国制造2025》规划的出台更为协作机器人提供了广阔的市场前景,无论是传统工业机器人巨头,还是行业后起之秀都在加紧布局协作机器人。

工业 4.0 电子制造新思维

近几十年来,自动化领域取得的进步,迅速降低了大规模生产的成本,同时极大地提高了效率。今天的全球市场提出了更高的要求,必须提供更多、越来越定制化的产品种类,而且产品的生产周期也在日益缩短,工业4.0已然成为全球制造未来的大趋势。对于电子产品制造企业来说,这意味着需要适应更小的批次和更频繁的产品迭代。

随着工业4.0时代的到来,智能制造成为新一轮工业革命的核心技术。而工业机器人的广泛应用使智能制造与数字化车间、智能工厂从概念走向现实。德国作为“工业4.0”的提出者与倡导者,其制造装备、工业自动化、工业软件等方面均处于领先地位。

传承德国优秀品质、全球创新气动和电驱动技术专家费斯托(中国)有限公司(2017慕尼黑上海电子生产设备展,展位号:E2.2302)推出的伺服压配系统YJKP,是专为电子和小型零部件的制造而设计,它体现了工业4.0的主要特点,操作直观、简便并使用了通信标准OPC UA。其操作软件的应用使得Festo系统能满足工业4.0 相关的各项要求,例如:精确选型、对应用的适应能力和实时数据控制。

“高功率意味着高成本。”当应用在电子产品和小零件制造领域时,如果产品选型过大,意味着成本会上升。这就是Festo伺服压配组件 YJKP 的切入点:简单而经济地实现电驱动压配应用,最大压力可达17kN。通过快速灵活地对更短的产品生命周期作出响应,满足3C产品更新换代快的特点。

在中国,工业4.0也被认为是助力实现“中国制造2025”战略的有效途径。“中国制造2025”目标就是要抢占新一轮产业的制高点,智能制造是主攻方向,机器人、3D打印等都是实现的手段。由此可见,中国电子制造市场对工业机器人的需求之迫切。

敏捷制造,柔性制造,精益制造成为电子制造企业的发展方向,而工业机器人“高精度、高柔性、高精度”的特点正迎合这一发展方向和制造趋势。特别是在《中国制造2025》、《机器人产业发展规划(2016-2020)》等国家产业政策的指引下,工业机器人作为智能制造技术浪潮的关键,势必重塑中国电子制造行业发展趋势,进而对世界制造业的格局产生重大影响。

精彩诠释机器人产品及自动化解决方案,开启3C制造业新纪元

无论是芯片、手机、智能设备、传感技术、电池等,还是家电及平板电脑的外壳和按键、面板等,机器人均可以帮助生产企业改进制造工艺、提高生产效率。在一年一度的电子制造业盛会——2017慕尼黑上海电子生产设备展(productronica China)上,数百家EMA电子制造自动化和工业机器人领域的海内外知名企业将于2017年3月14-16日相聚上海新国际博览中心,全方位呈现引领全球工业机器人革新发展的产品及自动化解决方案。联合同期举办的慕尼黑上海电子展,展会总规模将超过67,000平方米,预计将有海内外1,200多家厂商和62,000位行业人士参与盛会。