最近,麥肯錫全球研究院預測,到了2055年全球大約一半的工作活動會實現(xiàn)自動化。隨著生產方式向柔性、智能、精細轉變,構建以智能制造為根本特征的新型制造體系迫在眉睫,全國各地產業(yè)對工業(yè)機器人的需求將大幅提升。眾所皆知,機器人替代人工生產已經成為未來制造業(yè)重要的發(fā)展趨勢,工業(yè)機器人被喻為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”,政府正在大力推動工業(yè)自動化、數(shù)字化、智能化的早日實現(xiàn),這將成為是中國智能制造騰飛的重要基礎。
作為最具潛能的工業(yè)機器人發(fā)展國家,21世紀以來,中國工業(yè)機器人迎來高速發(fā)展:2013年,中國首次成為全球機器人最大消費國;2014年,中國機器人產業(yè)發(fā)展元年,機器人產量快速增長;2015年,《中國制造2025》部署實施制造強國戰(zhàn)略,把機器人列為中國制造業(yè)亟須強力發(fā)展的關鍵技術;2017年,預計工業(yè)機器人銷量達到25萬臺,年復合增長率9.5%。國際機器人聯(lián)合會稱,中國已是世界第一大機械手市場,并且市場規(guī)模只會進一步擴大,估計到2019年中國將占全球工業(yè)機器人市場的40%。

據統(tǒng)計,電子行業(yè)工業(yè)機器人的需求在全球工業(yè)機器人銷量中占比約30%,繼汽車及汽車零部件之后的工業(yè)機器人應用第二大行業(yè)。近兩年來,3C電子行業(yè)以迅雷不及掩耳之勢迅速成為機器人行業(yè)爭搶的香餑餑。3C制造業(yè)正在迎來新發(fā)展的戰(zhàn)略轉型機遇期,中國市場用戶需求的快速升級,為3C制造業(yè)提出了挑戰(zhàn),也帶來了新機遇。
行業(yè)需求 機器人蓬勃發(fā)展的主因
電子制造業(yè)作為一個龐大的產業(yè),工人數(shù)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(yè)的產能,縮短生產周期同時提高產品質量的最優(yōu)途徑,尤其是 3C電子行業(yè)。
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(yè)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(yè)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(yè),包括上下料,器件插接;加工型作業(yè),如打磨,切割,去水口飛邊等;裝配型作業(yè):如按鍵裝配,屏幕壓接、錫焊、涂膠等;以及檢測型作業(yè)。
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(tǒng)、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(tǒng)的應用。對此,上海發(fā)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(tǒng),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(yè)使用的傳統(tǒng)工業(yè)機器人相比,3C制造業(yè)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(xiàn)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(yè)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(tǒng)和軟件。

YuMi 3C產品組裝、測試、包裝一體化系統(tǒng)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(xié)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(xiàn)YuMi對消費電子產品行業(yè)多應用場景的適應性。
協(xié)作機器人 智能轉型的創(chuàng)新展現(xiàn)
機器人是智能制造的支撐設備,而人機協(xié)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(xié)作機器人作為一個顛覆式的創(chuàng)新將機器人應用帶入了一個全新的層次,它首先出現(xiàn)在非主流的工業(yè)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(yè)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(xié)作機器人。Innova Research分析認為,協(xié)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(xié)作機器人,而全球協(xié)作機器人市場可能在未來十年達到超過百億美元的規(guī)模。
作為協(xié)作機器人行業(yè)的領軍者,來自丹麥的優(yōu)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(xié)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(xiàn)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(xiàn)CPU、DIMM/內存條及其它復雜零件的柔性裝配,

從行業(yè)應用而言,目前人機協(xié)作機器人最廣泛的應用場景仍集中于3C行業(yè)。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?lián)Q代速度,又要保證復雜流程中的品控問題,人機協(xié)作是目前最佳的解決方案。
協(xié)作型機器人將在未來的工業(yè)生產中成為主力和趨勢,到2020年,協(xié)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(tǒng)工業(yè)機器人本體的市場規(guī)模!吨袊圃2025》規(guī)劃的出臺更為協(xié)作機器人提供了廣闊的市場前景,無論是傳統(tǒng)工業(yè)機器人巨頭,還是行業(yè)后起之秀都在加緊布局協(xié)作機器人。
工業(yè) 4.0 電子制造新思維
近幾十年來,自動化領域取得的進步,迅速降低了大規(guī)模生產的成本,同時極大地提高了效率。今天的全球市場提出了更高的要求,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(yè)4.0已然成為全球制造未來的大趨勢。對于電子產品制造企業(yè)來說,這意味著需要適應更小的批次和更頻繁的產品迭代。
隨著工業(yè)4.0時代的到來,智能制造成為新一輪工業(yè)革命的核心技術。而工業(yè)機器人的廣泛應用使智能制造與數(shù)字化車間、智能工廠從概念走向現(xiàn)實。德國作為“工業(yè)4.0”的提出者與倡導者,其制造裝備、工業(yè)自動化、工業(yè)軟件等方面均處于領先地位。
傳承德國優(yōu)秀品質、全球創(chuàng)新氣動和電驅動技術專家費斯托(中國)有限公司(2017慕尼黑上海電子生產設備展,展位號:E2.2302)推出的伺服壓配系統(tǒng)YJKP,是專為電子和小型零部件的制造而設計,它體現(xiàn)了工業(yè)4.0的主要特點,操作直觀、簡便并使用了通信標準OPC UA。其操作軟件的應用使得 Festo系統(tǒng)能滿足工業(yè)4.0 相關的各項要求,例如:精確選型、對應用的適應能力和實時數(shù)據控制。
“高功率意味著高成本。”當應用在電子產品和小零件制造領域時,如果產品選型過大,意味著成本會上升。這就是Festo 伺服壓配組件 YJKP 的切入點:簡單而經濟地實現(xiàn)電驅動壓配應用,最大壓力可達17kN。通過快速靈活地對更短的產品生命周期作出響應,滿足3C產品更新?lián)Q代快的特點。

在中國,工業(yè)4.0也被認為是助力實現(xiàn)“中國制造2025”戰(zhàn)略的有效途徑。“中國制造2025”目標就是要搶占新一輪產業(yè)的制高點,智能制造是主攻方向,機器人、3D打印等都是實現(xiàn)的手段。由此可見,中國電子制造市場對工業(yè)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(yè)的發(fā)展方向,而工業(yè)機器人“高精度、高柔性、高精度”的特點正迎合這一發(fā)展方向和制造趨勢。特別是在《中國制造2025》、《機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020)》等國家產業(yè)政策的指引下,工業(yè)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(yè)發(fā)展趨勢,進而對世界制造業(yè)的格局產生重大影響。
精彩詮釋機器人產品及自動化解決方案,開啟3C制造業(yè)新紀元
無論是芯片、手機、智能設備、傳感技術、電池等,還是家電及平板電腦的外殼和按鍵、面板等,機器人均可以幫助生產企業(yè)改進制造工藝、提高生產效率。在一年一度的電子制造業(yè)盛會——2017慕尼黑上海電子生產設備展(productronica China)上,數(shù)百家EMA電子制造自動化和工業(yè)機器人領域的海內外知名企業(yè)將于2017年3月14-16日相聚上海新國際博覽中心,全方位呈現(xiàn)引領全球工業(yè)機器人革新發(fā)展的產品及自動化解決方案。聯(lián)合同期舉辦的慕尼黑上海電子展,展會總規(guī)模將超過67,000平方米,預計將有海內外1,200多家廠商和62,000位行業(yè)人士參與盛會。
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