機(jī)器人印刷電路板 (PCB) 組裝尚未成為所有工廠的一部分，但它正變得越來越普遍。對于希望保持競爭力并跟上不斷增長的客戶需求的公司來說尤其如此。以下是決策者在其 PCB 裝配線上實(shí)施機(jī)器人解決方案后可以期待的六大好處。

1. 改進(jìn)質(zhì)量控制

由于希望優(yōu)化流程，許多公司決策者選擇追求電子自動(dòng)化。中國天津的一家電子汽車零部件制造商就是這種情況，他們需要一種機(jī)器人解決方案，既能在 PCB 上涂敷保形涂層，又能利用自動(dòng)光學(xué)檢測來檢查結(jié)果。

公司領(lǐng)導(dǎo)選擇了一種解決方案，該解決方案可以在點(diǎn)膠過程中控制 PCB 的位置，用于涂層，應(yīng)用于組件的頂部和底部。檢查在烘烤階段之后開始，如果光學(xué)檢查技術(shù)檢測到任何缺陷，自動(dòng)化系統(tǒng)就會觸發(fā)警報(bào)。

該系統(tǒng)提供了一個(gè)用戶友好且可編輯的界面，允許用戶根據(jù)自己的需要定制機(jī)器人的操作。它們還可以實(shí)現(xiàn)更快的轉(zhuǎn)換，并減少人工為質(zhì)量保證進(jìn)行的二次檢查所需的勞動(dòng)力。

2. 更流暢的工作流程

在 PCB 組裝過程的某些部分使用機(jī)器人可以減少流程瓶頸，并幫助人類將更多時(shí)間花在他們最擅長的任務(wù)上。通常，目標(biāo)不是讓機(jī)器人處理 PCB 組裝的每個(gè)部分，而是確定它們可能比人類做得更好的過程。

例如，研究人員撰寫了一篇關(guān)于人機(jī)協(xié)作如何優(yōu)化 PCB 生產(chǎn)調(diào)度的學(xué)術(shù)論文。他們研究了人和機(jī)器如何協(xié)同工作以制造單個(gè) PCB 或按順序同時(shí)完成多個(gè) PCB。

他們的研究表明，讓人類和機(jī)器人在 PCB 組裝上一起工作可以改善生產(chǎn)調(diào)度并幫助人們做出關(guān)于優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)置的更好決策。

3. 增加通用性

PCB 生產(chǎn)中使用的許多工業(yè)機(jī)器人都具有關(guān)節(jié)臂，可以進(jìn)行廣泛的運(yùn)動(dòng)。重力和負(fù)載變化等方面會影響工具位置精度。即便如此，許多產(chǎn)品仍提供毫米量級的精度。此外，制造商可以為機(jī)械臂訂購大量附件，使機(jī)器能夠完成各種任務(wù)。

市場上至少有一種機(jī)械臂具有用于高頻和激光焊接的特定頭部。為特定任務(wù)在機(jī)械臂頭之間切換的能力有助于購買者在這些技術(shù)投資上物有所值。當(dāng)一家公司過渡到機(jī)器人執(zhí)行某些焊接任務(wù)時(shí)，代表們表示，總體錯(cuò)誤率下降了，因?yàn)闄C(jī)器操作員能夠更好地發(fā)現(xiàn)問題并更早地解決問題的根本原因。

4. 提高檢測可靠性

公司領(lǐng)導(dǎo)者在設(shè)定針對低效或無效流程的目標(biāo)后，通常會對機(jī)器人 PCB 組裝產(chǎn)生興趣。一家希望優(yōu)化其當(dāng)前檢測流程的 PCB 制造商就是這種情況，人工完成檢測流程需要一到三分鐘。

該企業(yè)實(shí)施了一個(gè)機(jī)器人設(shè)置，就檢查率而言，它的速度幾乎與人一樣快。然而，它在可靠性和客觀性方面超過了人類。

另一個(gè)主要好處是裝配線操作員可以遠(yuǎn)程監(jiān)督檢查過程。這一優(yōu)勢使公司能夠在不增加工廠現(xiàn)場人員數(shù)量的情況下增加另一個(gè)班次。

5. 更快的物料處理

一些制造設(shè)施還在生產(chǎn)的最初階段使用機(jī)器人 PCB 組裝選項(xiàng)，例如將PCB 組件從存儲塔移動(dòng)到裝配線上。機(jī)器人可以裝載和卸載塔，然后將碎片放入正確的區(qū)域，為后續(xù)步驟做好準(zhǔn)備。

這種方法使整個(gè)材料處理過程更加簡化。它還降低了可能導(dǎo)致混亂和制造瓶頸的錯(cuò)誤的可能性。

讓機(jī)器人處理 PCB 還可以減少可能損壞組件的靜電放電 (ESD) 事件。沒有機(jī)器人系統(tǒng)可以消除風(fēng)險(xiǎn)，但將自動(dòng)化引入流程可以讓人們對 ESD 源施加更多控制。

6. 增強(qiáng)可持續(xù)性

由于 PCB 含有貴金屬，因此一直在努力從廢棄或有缺陷的電子元件中提取可用資源。然而，聯(lián)合國的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2019 年只有 17.4% 的電子垃圾被收集和再利用。被認(rèn)為無法回收的電子設(shè)備被傾倒在垃圾填埋場或被燒毀。2019 年，丟棄而不是重復(fù)使用的材料價(jià)值約為 570 億美元。

然而，機(jī)器人可能會改善這種情況。一個(gè)研究項(xiàng)目展示了一種機(jī)器人解決方案，用于拆焊和移除PCB 組件以進(jìn)行回收。這些測試中使用的機(jī)器人包括特殊的附件，以幫助它在 PCB 上工作，以及圖像識別軟件，該軟件可以定位包含可回收材料的 PCB 部件。這個(gè)例子展示了機(jī)器人可以提供的可能性，用于采購后來在組裝新電路板時(shí)使用的材料。

在另一個(gè)案例中，研究人員將機(jī)器人應(yīng)用于 PCB 再制造，方法是讓機(jī)器執(zhí)行球柵陣列再球化和表面貼裝技術(shù)的定位。升級再造在電子行業(yè)已經(jīng)變得越來越普遍。一家重新利用這些產(chǎn)品的公司在一年內(nèi)接受了超過 310 萬件產(chǎn)品。它可能需要一段時(shí)間才能在 PCB 組裝設(shè)施中普及，但機(jī)器人可能會在其越來越多的采用中發(fā)揮作用。

電子自動(dòng)化將如何幫助您？

這些是公司依靠機(jī)器人 PCB 組裝來獲得眾多好處的一些方式。然而，這些應(yīng)用并不是唯一的可能性。如果您正在考慮在 PCB 制造廠中使用機(jī)器人，請花時(shí)間考慮您的流程的哪些部分最容易出錯(cuò)或減速。這些可能是部分或完全自動(dòng)化的一些最有利的領(lǐng)域。

關(guān)于作者

Emily Newton 是一位技術(shù)作家和《 Revolutionized》的主編?。她喜歡研究和撰寫有關(guān)技術(shù)如何改變工業(yè)部門的文章。

審核編輯 黃昊宇