【独家】电子制造：机器人的机会在哪里

深圳，坪山新区。雷柏工厂和其它新兴的科技园外观并无太大差别，你绝不会想到这里运行的大规模机器人集群，已被视为电子制造业机器人应用典范。它们串联雷柏鼠标键盘生产的全过程。

在无线接收器的生产单元，机械手一次可以抓取4组零件，熟练地将USB接头和外壳插接在一起，然后再对外壳和接头进行丝印与镭雕，整个过程几乎不用人为的干预。说是几乎不用，是因为仍需要工人监控运行状态，确保正常工作。这种无线接收器比一元硬币还小。 在键盘生产单元，从注塑机中取出108个一次注塑成型的键帽，自动去水口，涂硅油，上盖装配，下盖装配，拧螺丝……机器人包办了所有的工作。7个机器人，不到一分钟就可以组装一套键盘。每天工作10个小时，可以生产2500套键盘。 在鼠标生产单元，机器人将光电IC等元器件，精准地插放在PCB上，然后再送去波峰焊。每次动作，间隔一致，位置一致。在视觉系统的帮助下，两个机械手配合还可以将几毫米长宽的标签与配件粘贴在一起。这个在过去极易出错的工序，如今在机器人的帮助下，也变得轻松起来。 雷柏科技从09年开始试水机器人，至今机器人已经应用在接收器自动组装线、键盘一体化线，自动贴标、注塑上下料、PCBA自动插件线等生产。从大规模应用机器人以来，通过机器人集成平台，实施产品设计、整合、物流重组、排产优化等变革，公司员工从2011年的3200人减至2012年的1100人。

机器人的机会在哪里 据国际机器人联合会（IFR）2014年9月发布的最新报告，电子制造已经成为汽车之外，机器人应用的第二大市场，2013年销量占比约20%，同时也是驱动机器人增长的主要动力。在中国，据中国机器人产业联盟公布的数据，2013年电子制造业新增的机器人约5200台，占机器人总销量的14%，仅次于约近50%的汽车工业。 另据工信部统计数据，电子制造业2013年产值已超9.3万亿元，几乎是汽车工业的两倍。同时2012年我国电子制造业从业人口达1000万人。据测算，电子制造业的机器人密度仅11台/万人，与先进国家同行业机器人密度相去甚远。假设参照世界平均62台/万人的水平，机器人在电子制造的潜在规模也超过5万台，前景广阔。 从宏观上看，全球竞争的日益激烈，对生产设施现代化的需求将日益增加；同时消费电子需求的增长也将促使制造商扩大产能；而电子产品更新换代频率的增加，产品种类的增多，对柔性自动化的要求增加等，都将刺激机器人在电子制造应用的增长。

“据我们的调查，电子制造机器人销售数量占总量的20%左右，但是未来的增长会比在一些传统行业的增长要快，预计数量增速可以达到15%-20%。”爱普生FA营业本部经理谭渭清表示，“同时不排除一些大型的企业大规模推广机器人，从而加快不论是数量还是金额上提升，那样增长速度就更快。” 从微观上看，尽管像半导体等对生产速度要求非常高的行业已经实现了高度的专机自动化，但是也不乏机会，像一些对精度和洁净度要求高的搬运，仍是机器人的舞台。上银在2014年就专门开发了双臂式晶圆搬运机器人，以满足这方面的要求。 同时包括光敏、热敏，微型及异形等元器件的插件涂胶锡焊等仍存在大量的人工作业，具备一定的发展潜力。贝迪自动化销售经理余冰向机器人网介绍，该公司研发的一款LED自动化生产线，集成多个工业机器人，可以进行焊接、打螺丝、灌胶等工作，实现从上料到下料的全自动化。像LED制造，芯片制造等天然精度高的作业，专机之外，机器人显然比人工更具优势。 但是从整个行业来看，更大的机会显然存在于通用零部件制造、装配与检测过程中。

“整机厂整线自动化还是有一定的难度，但是在零件制造，例如手机零部件装配还是有自动化的空间，尤其是对提升产品品质有需求的。如手机镜头模组，镜头和CCD的组装并不是在整机厂完成的，而是在供应链上完成的。零部件是未来几年电子制造业机器人市场的主要机会。”谭渭清说。 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。 特别是检测，机器人在作业过程中可以执行完全统一的标准，能够避免人工作业过程中不可避免的因为情绪或者体力等因素引起的偏差，检测一致性强。同时在机器视觉的帮助下，检测的准确度也更高。 史陶比尔机器人与其和合作伙伴，瑞士自动化设备供应商SPEAG为3C厂家设计了一套自动化检测系统DASY，这套系统由计算机、数据采集系统、探头、史陶比尔机器人、人体模型、被测物品（如手机）、被测物固定夹具组成。检测时被测手机处于工作状态，机器人通过移动探头来扫描收集人体模型所承受的辐射数据，系统通过数据分析判断该手机是否符合相关安全标准。系统所收集到的数据易受到各方面的影响，往往差之毫厘，谬以千里。而在该系统核心部件机器人实现的高精度、高可靠性是人力所不能为的。

仍待技术突围 面对电子制造如此广阔的自动化市场空间，不仅传统机器人厂商十分看重，规模世界领先的富士康、台达等电子代工厂也开始摩拳擦掌，试图打造自己的工业机器人。然而，就目前而言，人力成本不足以让制造商们下定决心使用机器人，另外机器人技术也还没达到完全替代人工的水平。另外，尽管机器人在电子制造的应用一日千里，但是仍存在很多的限制。电子产品本来具有的周期短，种类多，装配复杂等特点，都不利与机器人的推广与应用。机器人要在电子制造大规模推广仍困难重重。 谭渭清表示，目前机器人在电子制造业的普及率才5%-8%，未来5年有望提升至20%。 “我认为存在两个方面的问题，一是机器人技术还没有发展到可以完全替代人工的程度，还不能装配软性的材料，如排线等。”谭渭清说，“二是电子制造的产业特点决定，首先劳动力要求高，其次是生产周期非常短，像手机，最短的只有三个月，产线投入高。如果自动化的比例太高，一旦更换产线或工艺等，投资成本高；再次，和国家的产业政策有关，尽管进年来机器人概念比较热，但是对于大规模推广还是比较谨慎，还需要考虑产业工人的就业问题，还没有到大规模替代人工的时间点。” 安川电机机器人事业部技术统括部长广田博康认为除了机器人技术自身以外，其外围技术仍需要得到进一步的提升。“我们认为，在电子制造行业，零部件的拾取，组装作业时，还需要视觉和触觉的技术。不但需要进行机器人本体的技术开发，还需要包含了周边机器的成套设备的技术开发。”广田博康说。 在重复精度方面，爱普生的SCARA机器人最高已经可以做到±0.005mm的水平，而ABB的六轴关节工业机器人也可以做到±0.01mm，基本可以满足绝大多数应用的要求。但是对系统集成的要求更高了。 “动作速度和重复定位的精度是至关重要的。比如，机器人在高速度运作时，其抓手有可能会出现震动，我们对此就开发了能够抑制抓手震动的控制。”广田博康表示。“我们不光开发机器人单机的功能，还注重使机器人系统的操作简单化进行产品开发。” 产品种类的多样性一直是电子制造中机器人集成的难题，人们追逐个性的需求将进一步促使产品种类的增加，而这在客观上增加了更换产品线的频率，对机器人系统的柔性也有了更高的要求。 机器人厂商除了增强技术水平之外，也应引导用户在设计上增加对机器人的友好度。鸿汉科技市场经理吴娟娟表示，未来要突破这些障碍，仍需投入大量的精力去积累相关的应用经验，技术成熟需要一定的过程。同时电子产品设计也要提高产品的标准化程度，模块化有利于机器人的集成。“像我们浙江的一个客户，已经开始在产品开发的时候解决标准化的问题，在设计阶段就注意相关设计的统一性。”吴娟娟说。 雷柏机器人总经理邓邱伟表示，不管是否应用机器人，标准化对企业管理大有裨益。雷柏在很早之前就可以做这方面的工作，提高零件的通用度。 当然，换个角度，个性化也可以在标准化的基础上实现。正如谷歌X实验室带来的模块化概念手机，通个各种标准化的模块来组装成不同的个性化手机，也不失为一个参考。

协作机器人将掀新浪潮？ 在慕尼黑举办的Automatica 2014上，以优傲机器人为首的众多新兴机器人制造商带来的让人耳目一新的各种协作机器人，在展会上赚足了眼球。不仅如此，像ABB、KUKA等传统巨头亦将目光投向这里，纷纷推出各自的协作机器人产品。 与传统的工业机器人相比，协作机器人更安全——无须防护，可与人并肩作业；更易用——无须繁复的编程，插电即用，可以手把手进行示教，普通的工人也可以操作；更低门槛——价格相对低廉，降低使用成本，让电子制造业数量众多的中小企业能够负担。 Baxter协作机器人制造商，美国Rethink Robotics的首席营销官吉姆?劳顿(Jim Lawton)说，“在未来的10至15年间，世界上每一家制造商都将使用协作机器人。”这对于电子制造业同样适用，在电子装配过程中仍存在大量的人工作业，协作机器人能够“站在”工人的身边，与工人一起进行作业。 用机器人协作，而不是替代工人进行作业，在未来，或是工业机器人在电子制造业最大的机会。 本文来自《机器人网》2014年特刊