我國工業機器人長夜迎來高速發展,一舉成為全球最大的機器人大國,從各種數據看來,我國機器人市場規模還會進一步擴大。這除了得益于汽車及汽車零部件行業的助推之外,電子制造行業成了工業機器人應該的第二大行業,是很多機器人企業競相爭奪的香餑餑。
近幾年,3C電子行業以迅雷不及掩耳之勢迅速成為機器人行業挖掘的金礦。這是3C電子行業的機遇也是挑戰,只有抓住機遇便能成功實現戰略轉型。
電子制造的工業4.0之道
隨著德國工業4.0的提出,數字化車間、智能工廠概念的出現,全球市場對制造業提出了更高的要求,必須提供更多、越來越定制化的產品種類,而且產品的生產周期也在日益縮短,工業4.0已然成為全球制造未來的大趨勢。
在中國,工業4.0也被認為是助力實現“中國制造2025”戰略的有效途徑。“中國制造2025”目標就是要搶占新一輪產業的制高點,智能制造是主攻方向,機器人、3D打印等都是實現的手段。由此可見,中國電子制造市場對工業機器人的需求之迫切。
敏捷制造,柔性制造,精益制造成為電子制造企業的發展方向,而工業機器人“高精度、高柔性、高精度”的特點正迎合這一發展方向和制造趨勢。特別是在《中國制造2025》、《機器人產業發展規劃(2016-2020)》等國家產業政策的指引下,工業機器人作為智能制造技術浪潮的關鍵,勢必重塑中國電子制造行業發展趨勢,進而對世界制造業的格局產生重大影響。
行業需求 機器人蓬勃發展的主因
電子制造業作為一個龐大的產業,工人數量眾多,重復的工作多,產品更新很快,定制化的要求也很高。自動化設備的引入將會改善整個產業的產能,縮短生產周期同時提高產品質量的最優途徑,尤其是 3C電子行業。
競爭的變化促使3C電子廠商生產效率的革新,以便快速的響應市場變化以及產品更新,更高效能的生產制造能力,更高品質的產品管理質量控制。我國3C產業的自動化需求主要在部件加工,如玻璃面板、手機殼、PCB等功能性元件的制造;裝配和檢測;部件貼標、整機貼標等方面。
為了保持我國制造業大國的地位,提高自身的成本競爭力,機器人的使用勢在必行。機器人已可以完成電子制造過程中的大量工序,如搬運型作業,包括上下料,器件插接;加工型作業,如打磨,切割,去水口飛邊等;裝配型作業:如按鍵裝配,屏幕壓接、錫焊、涂膠等;以及檢測型作業。
在手機生產領域內,視覺機器人應用比較廣泛,例如分揀裝箱、撕膜系統、激光塑料焊接、高速四軸碼垛機器人等適用于觸摸屏檢測、擦洗、貼膜等一系列流程的自動化系統的應用。對此,上海發那科機器人有限公司(2017慕尼黑上海電子生產設備展,展位號:E2.2100)推出機器人視覺與手機外殼瑕疵檢測,透過FANUC iRvision 2D視覺系統,對金屬手機殼外觀進行瑕疵檢測;避免人力由于疲勞的漏檢,在高強度的重復視覺檢測動作中,保證產品外觀一致性。
與汽車制造業使用的傳統工業機器人相比,3C制造業使用的機器人必須更小巧、靈活、快速,以滿足電子組裝加工設備日益精細化的需求。例如,那智不二越公司(2017慕尼黑上海電子生產設備展,展位號:E2.2102)的EZ03 WING SLICER型機器人,在EZ03在主體部分采用獨立結構,擁有可上下移動的第一軸結構及纖細的手臂,實現設備緊湊化。EZ03還擁有寬廣的動作范圍,配合巧妙的電纜布線,可以以最短的路徑進行高速移動,縮短30%以上的周期時間。除EZ03之外,EZ系列還擁有豐富的可選機型及緊湊的控制裝置,可以滿足各種各樣的生產需求。
針對電子行業對柔性生產和靈活制造的需求,各大機器廠商紛紛推出靈巧、緊湊型的機器人。比如ABB集團(2017慕尼黑上海電子生產設備展,展位號:E2.2502)最為引人矚目的“Yumi”,其設計滿足了小件裝配的生產需求:雙臂設計、多功能智能雙手、通用小件進料器、一流的精密運動控制、基于機器視覺的部件定位以及最先進的控制系統和軟件。
YuMi 3C產品組裝、測試、包裝一體化系統是由一臺YuMi搭配AIV小車組成的移動工作站和一臺固定工位的YuMi協作完成路由器產品的裝配與測試,其中AIV小車負責運送移動的YuMi撿取并組裝零件。通過AIV小車與YuMi的搭配,組成了一套集3C產品組裝、測試、包裝于一體的全自動無人工廠。YuMi在運輸物料的同時完成產品組裝工作,多個工作同時操作,大幅提高生產效率。充分展現YuMi對消費電子產品行業多應用場景的適應性。
協作機器人 智能轉型的創新展現
機器人是智能制造的支撐設備,而人機協作是下一代機器人的本質特征。隨著機器人相關的新技術層出不窮,協作機器人作為一個顛覆式的創新將機器人應用帶入了一個全新的層次,它首先出現在非主流的工業機器人市場,比如電子組裝、科研等領域,并逐步向汽車等主流工業機器人市場滲透。
近期,Innova Research研究公司公布了2017年全球智能機器人八大趨勢,這八大趨勢其中之一就是關于協作機器人。Innova Research分析認為,協作機器人將快速增長,估計2015年全球機器人市場出貨中已經有4%是協作機器人,而全球協作機器人市場可能在未來十年達到超過百億美元的規模。
作為協作機器人行業的領軍者,來自丹麥的優傲機器人公司(2017慕尼黑上海電子生產設備展,展位號:E2.2200)的協作機器人相當于人的手臂,力傳感器和夾爪則相當于人的手指,可實現裝配位置的精確定位探尋和裝配過程中對力的控制。比如配有力傳感器和夾爪的UR機器人,通過觸碰調整進行精準定位后,使用與人類手指相似的力度成功實現CPU、DIMM/內存條及其它復雜零件的柔性裝配。
從行業應用而言,目前人機協作機器人最廣泛的應用場景仍集中于3C行業。以智能手機制造為例,生產過程涉及焊接、裝配、打磨、檢測等等,既要跟上產品的更新換代速度,又要保證復雜流程中的品控問題,人機協作是目前最佳的解決方案。
協作型機器人將在未來的工業生產中成為主力和趨勢,到2020年,協作型機器人的全球市場價值將達到30億美元,相當于目前傳統工業機器人本體的市場規模。《中國制造2025》規劃的出臺更為協作機器人提供了廣闊的市場前景,無論是傳統工業機器人巨頭,還是行業后起之秀都在加緊布局協作機器人。
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