隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)轉移與升級、新勞動(dòng)合同法的實(shí)施，經(jīng)濟結構轉變帶來(lái)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(dòng)性大等因素，PCB廠(chǎng)商正經(jīng)受著(zhù)越來(lái)越嚴重的用工短缺與勞動(dòng)力成本上升的挑戰，及隨之帶來(lái)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(shí)，隨著(zhù)機器人性能的提升和價(jià)格的下降，以“自動(dòng)化設備+工業(yè)機器人操作”取代傳統的“自動(dòng)化設備+人工操作”的生產(chǎn)模式將成為PCB行業(yè)轉型發(fā)展的趨勢。

一、工業(yè)機器人的種類(lèi)及特點(diǎn)

工業(yè)機器人是一種通過(guò)重復編程和自動(dòng)控制，能夠完成制造過(guò)程中某些操作任務(wù)的多功能、多自由度的機電一體化自動(dòng)機械裝備和系統，它結合制造主機或生產(chǎn)線(xiàn)，可以組成單機或多機自動(dòng)化系統，在無(wú)人參與下，實(shí)現搬運、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(wèn)世以來(lái)，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，已成為現代制造業(yè)重要的高度自動(dòng)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（包括驅動(dòng)和控制系統）兩部分構成，其作用是利用末端的執行機構代替人手抓取物品或工具，完成不同的任務(wù)。目前主流的工業(yè)機器人有三種，包括：SCARA（四軸平行關(guān)節機器人）、DELTA（并聯(lián)機器人）和六軸多關(guān)節機器人（包括六軸以上的多關(guān)節機器人及衍生的雙臂機器人）。

工業(yè)機器人最顯著(zhù)的特點(diǎn)歸納有以下三點(diǎn)：

1、可編程。生產(chǎn)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展是柔性自動(dòng)化。工業(yè)機器人可隨其工作任務(wù)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(guò)程中能發(fā)揮很好的功用，是柔性制造系統（FMS）中的一個(gè)重要組成部分。

2、擬人化。工業(yè)機器人在機械結構上有類(lèi)似人的行走、腰轉、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(lèi)似人類(lèi)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(jué)傳感器、聲覺(jué)傳感器、語(yǔ)言功能等。傳感器提高了工業(yè)機器人對周?chē)h(huán)境的自適應能力。

3、通用性。除了專(zhuān)門(mén)設計的專(zhuān)用的工業(yè)機器人外，一般工業(yè)機器人在執行不同的作業(yè)任務(wù)時(shí)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）便可執行不同的作業(yè)任務(wù)。

二、工業(yè)機器人在PCB行業(yè)應用案例

工業(yè)機器人早期主要應用于汽車(chē)制造業(yè)，在汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中完成焊接、裝配、搬運、噴涂等工作，這些環(huán)節對機器人的精度、速度要求并不高。但PCB行業(yè)情況相對復雜，機器人在PCB行業(yè)的應用主要體現在各工序的上下料、翻轉、分揀、定位及檢測等功能上，要替代人工配合PCB板加工設備和檢測設備的操作。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、軟硬結合板、無(wú)孔板和多孔板等，導致了對前端執行機構要求較多；還有對定位精度的要求和對工作節拍的要求，所以在工業(yè)機器人應用時(shí)對機器人技術(shù)和集成技術(shù)的要求也較高。我們經(jīng)過(guò)近兩年在行業(yè)里的摸索和實(shí)踐，努力幫助客戶(hù)解決問(wèn)題，滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，也積累了行業(yè)應用的經(jīng)驗。目前，針對PCB行業(yè)中的很多工序環(huán)節，我們都有成熟的解決方案，如AOI、曝光機、鉆靶機（OPE、XZ）、銀漿灌孔、文字噴墨、棕化預疊、成品裝盤(pán)、OSP、成品清洗、DOME片反包膜、LCD組裝等。

下面重點(diǎn)介紹三種機器人有代表性的應用案例：

1、六軸多關(guān)節機器人用于A(yíng)OI檢測工序

傳統的AOI掃描機器都是靠人工放板、翻板和收板，一個(gè)人看管兩臺機器，每天做著(zhù)重復單調的動(dòng)作，而且剛制作好的線(xiàn)路板還會(huì )散發(fā)出刺鼻的氣味對人體帶來(lái)一定的傷害，AOI掃描機器散發(fā)的紅外光也是一個(gè)隱形的殺手。我們用一臺六軸多關(guān)節機器人，替代工人負責兩臺AOI的放板、翻板和收板，每班可以完成七百多塊PCB硬板的收放，綜合效率可以達到1塊/min（其中包括AOI機器掃描時(shí)間）。若能進(jìn)一步將與收放板機配合的上下料運輸線(xiàn)，連接上AGV做固定線(xiàn)路轉運，就可以實(shí)現上下工序的完全自動(dòng)化生產(chǎn)了。

2、scara機器人用于線(xiàn)路板線(xiàn)圈檢測工序

目前多層板線(xiàn)圈短路的整套檢測設備市面上還寥寥無(wú)幾，大多數檢測設備都是依賴(lài)于人工，孔徑大的PCB板子是人工將板子放到檢測設備上面然后開(kāi)啟設備檢測，孔徑小的PCB板子需要人工拿著(zhù)設備（探頭）去對每一個(gè)線(xiàn)圈進(jìn)行檢測。我們利用SCARA機器人可以完成配合檢測設備的上下料和對位放置，實(shí)現一次性對大孔徑的板子所有的線(xiàn)圈經(jīng)行檢測；對小孔徑的板子，我們利用SCARA設備執行端固定探頭，通過(guò)視覺(jué)定位，用探頭對每一個(gè)線(xiàn)圈進(jìn)行檢測，我們的設備也有效地避免了人工操作時(shí)因為線(xiàn)圈孔徑小或孔徑多而出現漏檢。與人工操作相比可以顯著(zhù)提高檢測測效率，并避免因漏檢導致的質(zhì)量問(wèn)題。

3、DELTA機器人用于小線(xiàn)路板成品裝盒工序

現有的FPC裝盤(pán)都是靠人工一個(gè)一個(gè)撿起來(lái)并放到吸塑盤(pán)里面，由于FPC軟而且薄在撿的時(shí)候很不方便因此效率會(huì )大大降低，Delta800加上一套視覺(jué)系統可以從凌亂的FPC堆里面挑出合格的然后按照要求擺放到吸塑盤(pán)里面，效果不遜于人工。他的速度可以達到60片/min，完全可以取代人工去進(jìn)行分揀裝盤(pán)。

三、工業(yè)機器人在PCB行業(yè)代替人工的優(yōu)勢

與汽車(chē)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(lái)諸多的優(yōu)勢。

1、減少用工，加快工作節拍，提高工作效率。機器人可以實(shí)現較高速度的重復性操作，可以遠高于人工的工作節拍，從而帶來(lái)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(jué)系統，實(shí)現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，節約了環(huán)境安全方面的投入。

4、減少重復、枯燥工序對工人狀態(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(shí)連續作業(yè)及在黑燈環(huán)境下作業(yè)；

8、可以使制造過(guò)程柔性化。未來(lái)PCB行業(yè)將會(huì )出現越來(lái)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(shí)現訂單的快速交付。

9、品牌形象和信譽(yù)的提升。工業(yè)機器人的應用使得PCB廠(chǎng)家的自動(dòng)化水平得以進(jìn)一步提升，帶動(dòng)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本控制、響應能力等方面的進(jìn)步，提高了廠(chǎng)家在行業(yè)內的整體競爭實(shí)力。

四、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(wèn)題。PCB行業(yè)很多作業(yè)線(xiàn)是非標產(chǎn)品，在機器人應用過(guò)程中要受到現有作業(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(shí)還要考慮為廠(chǎng)家培訓一批可以操作和維護機器人的員工。

未來(lái)工業(yè)機器人在PCB行業(yè)的應用將呈現以下趨勢：

1、從單站或單線(xiàn)應用，到多線(xiàn)應用?，F有PCB企業(yè)想全面引入機器人實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)較為困難，需投入大量資金進(jìn)行改造，但可以就具備條件的單站和單線(xiàn)進(jìn)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合的應用?，F有個(gè)工序生產(chǎn)線(xiàn)間的物料傳送大部分為人工操作，可以分布實(shí)施以機器人和AGV結合實(shí)現物料的有序傳送。

3、現有工廠(chǎng)以局部應用為主，新廠(chǎng)建設將做整體規劃，直接導入機器人及AGV的應用。

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