專題策劃：熙文
本刊記者：葉兮 鴻嬴
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，這一市場不僅引來國外企業(yè)的周密布防，而且也讓國內(nèi)眾多企業(yè)有了新的機會。從整體上而言，我國3C電子行業(yè)多以華南區(qū)的電子消費品的市場應用空間最為巨大，但機器人應用難度也是行業(yè)之最。以手機行業(yè)為例，目前我國手機制造巨頭當屬富士康、華為等，他們有意投入更多智能化制造設備，機器人的應用備受關注，但由于手機等產(chǎn)品本身的周期屬性和生產(chǎn)工藝要求，現(xiàn)有的一些機器人類別難以全面的、完整的、高性價比的替代人工，因此，機器人應用尚處于探索時期。
本期專題從市場情況、機器人在手機、PCB板等生產(chǎn)線的應用、四種不同類別的機器人現(xiàn)狀以及機器視覺和系統(tǒng)集成等方面加以闡述當前我國3C電子領域?qū)τ跈C器人應用的情況。
機器人企業(yè)進軍3C電子領域的機會與挑戰(zhàn)
文/新戰(zhàn)略機器人產(chǎn)業(yè)研究所應用情況
我國3C產(chǎn)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。現(xiàn)狀是部件自動加工，且都是小部分自動化，大部分全人工。于全球而言，我國在3C領域的機器人應用還遠遠不夠。
以手機通訊為例，手機生產(chǎn)分為貼片、測試、組裝3大環(huán)節(jié)，共80多道工序。每一道工序?qū)τ谏a(chǎn)環(huán)境要求都很高，所以車間有溫濕度、靜電防護等設備。以深圳為例,其電子制造公司每日產(chǎn)能可以以百萬計算，這就有引入機器人的基礎。而包括一些手機外殼、玻璃、蓋板在內(nèi)的零部件制造技術(shù)，其工藝和設備都相當成熟，有很高的自動化發(fā)展的可能性和可操作性，整體而言，目前在整個電子產(chǎn)品的組裝環(huán)節(jié)自動化程度很低，3C行業(yè)的的自動化目前還停留在單站階段。
市場機遇與挑戰(zhàn)
競爭的變化促使3C電子廠商生產(chǎn)效率的革新，以便快速的響應市場變化以及產(chǎn)品更新，更高效能的生產(chǎn)制造能力，更高品質(zhì)的產(chǎn)品管理質(zhì)量控制。敏捷制造，柔性制造，精益制造成為3C電子生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展方向，而工業(yè)機器人的特點正迎合這一發(fā)展方向和制造趨勢：高精度、高柔性、高精度。
以通訊為例，2000年到2014年，中國手機產(chǎn)量增長了66倍。快速增長的手機行業(yè)在一定程度上也推動了裝備技術(shù)的技術(shù)升級。3C產(chǎn)業(yè)對機器人靈活性和精確度的要求更高，在這方面，我國企業(yè)有與國際巨頭“同臺競爭”的機會。珠三角地區(qū)超過1.2萬多億元產(chǎn)值的3C產(chǎn)業(yè)會成為珠三角工業(yè)機器人發(fā)展的強大支撐，3C領域?qū)⑹枪I(yè)機器人發(fā)展的一個新機會、新市場。
隨著對3C電子產(chǎn)業(yè)的重視，2014年以來，A股先后有十幾家機器人概念公司涉足、加碼3C行業(yè)市場，一類是核心零部件、機器人人本體產(chǎn)品制造商，另外一種是系統(tǒng)集成商方式，對工廠進行“交鑰匙”改造。
無論是國際知名機器人企業(yè)，還是國內(nèi)各大機器人廠商，紛紛將目光瞄準3C電子行業(yè)。扎根華南也成為他們一致的選擇。然而，不同于其他行業(yè)，3C電子產(chǎn)業(yè)本身的特性決定了其自動化應用的難度和過程。
新戰(zhàn)略機器人研究所認為，3C及手機行業(yè)目前最關鍵的問題不是趕著風上機器人，如果沒有系統(tǒng)的支持，自動化無法滿足大規(guī)模生產(chǎn)需求，單純?nèi)ゲ少彊C器人意義不大。目前機器人廠商與需求方缺乏交流和溝通，了解機器人的不了解生產(chǎn)，懂生產(chǎn)的不懂機器人，整個系統(tǒng)的設計要基于不同工廠定義軟體的架構(gòu)。所以，關鍵不是上馬機器人，而是背后支撐工廠開放運作的整個體系的柔性部分。
手機產(chǎn)業(yè)機器人應用情況
第一手機界研究院院長 孫燕飚
手機相關制造商在自動化過程的難點與成本分析
手機產(chǎn)品運用自動化是行業(yè)發(fā)展的必然，以機器人為代表的新型自動化設備尤為關注手機制造企業(yè)的情況。然而，對于手機廠商而言，自動化運用過程中遭遇的難點和成本問題通常需要設備提供商加以重視和解決。
目前，手機產(chǎn)品的絲網(wǎng)印刷、手機蓋板、精雕機、CNC等設備開始增加上下料環(huán)節(jié)，逐步形成全自動工作站形式，但并沒有形成全自動化的流水作業(yè)。帶自動化檢測，上下料的設備，毛利空間一般在100%以上。
這些工序的難點在于所有自動化設備的設想都是設備商廠家的想法，使用廠家如藍思科技、伯恩光學、歐菲光等很少參與，或使用廠家提出要求，設備廠家做改良。其次，精雕、CNC與絲網(wǎng)印刷設備的設備技術(shù)跨度大，大家都在做一個環(huán)節(jié)，很少連貫思考整個生產(chǎn)流程，而懂整個生產(chǎn)流程的人，又不太懂設備。
手機代工廠的自動化演進
目前，機器人在手機、3C電子行業(yè)代工廠的使用、檢測、裝配和包裝環(huán)節(jié)，其中視覺這部分相對較為成熟，已經(jīng)有廠家向整機廠推廣，也有廠家根據(jù)自己經(jīng)驗做檢測，焊點檢測（自己采購設備），比如金立。博視廣達以及從比亞迪出來的鴻澤自動化也做音頻檢測。
根據(jù)自動化設備的技術(shù)進步和廠家的運用逐步推廣，自動化在手機產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展將呈現(xiàn)出新的態(tài)勢。一方面，巨頭代工廠商逐漸將訂單分流給其他加工廠商，如手機行業(yè)自動化生產(chǎn)的經(jīng)驗均來自富士康。富士康又帶出了比亞迪，現(xiàn)在富士康和比亞迪又釋放很多華為和蘋果訂單給二級、三級供應商。
另一方面，手機產(chǎn)業(yè)的自動化分工越來越細。全局化的人才及模式對設備商和手機廠家都不現(xiàn)實，專業(yè)事情交給專業(yè)人士來做。 此外，設備廠商的技術(shù)進步將會推動手機產(chǎn)業(yè)鏈的自動化進程，部分原來的手機產(chǎn)業(yè)供應商也在進行機器人的研發(fā)和生產(chǎn)，他們憑借自己對手機制造工藝的了解，能夠更加精準的推出相應的機器人設備，從而滿足自動化生產(chǎn)的現(xiàn)金需要。
手機終端產(chǎn)品自動化產(chǎn)線設備類市場分析
當前，3C電子行業(yè)最具有代表性的當屬手機終端產(chǎn)品，而手機行業(yè)自動化程度最高的自然是以富士康代工為主的蘋果手機，其次是華為手機。根據(jù)調(diào)研，富士康目前在蘋果手機加工過程中自動化程度約30%。
Apple現(xiàn)狀
保守估計，蘋果公司市值7000億美元。 iPhone手機 2015銷量1.66億美元，累計銷售量達到7億部，其中iPhone6與iPhone6 Plus比例歐美3:1，亞洲5:3~5:4。蘋果現(xiàn)任CEO庫克表示，蘋果手機49%的年增長率遠高于全球平均的26%。此外他指出，iPhone 6和6 Plus客戶滿意度高達99%。
富士康現(xiàn)狀
富士康是全球加工制造王國，富士康集團全球總市值超過700億美元，布局橫跨歐、美、亞三大洲，2014年員工總數(shù)超過120萬人。作為蘋果最大的代工廠商，富士康的自動化程度引人關注。據(jù)了解，富士康組裝一部iPhone手機，可獲利4~4.5美元，但對于富士康的人員支出而言，組裝業(yè)務可能是虧損的。當然，富士康的代工盈利點在其他地方。預計，富士康2016年產(chǎn)值約350億元。
根據(jù)以上情況，蘋果手機的利潤率相當高。如果沒有合約優(yōu)惠，目前iPhone 6和iPhone 6 Plus零售價分別是649美元和749美元。不計營銷等成本，只扣除生產(chǎn)成本，蘋果每出售一部iPhone6至少可以賺到422美元。考慮到iPhone 6的基本配置只有16GB，不少人還會選擇升級到64GB，價格也就多了100美元，而16GB到64GB的邊際成本只多了20美元，所以升級還會讓蘋果再賺80美元。因此，蘋果獲利頗豐。根據(jù)科技博客Re/code的數(shù)據(jù)推算，73%的iPhone 6售價將轉(zhuǎn)化為蘋果的盈利，iPhone 6 Plus的轉(zhuǎn)化率是76%。
回到富士康代工本身，富士康的組裝業(yè)務在自動化領域主要涉及到的環(huán)節(jié)包括零部件生產(chǎn)&檢測、整機裝配、檢測、包裝等，自動化設備供應商已國內(nèi)和國外知名企業(yè)為主，其中在機器人領域的主要供應商包括博眾精工、愛普生、大族激光等。根據(jù)了解，富士康去年在自動化領域投入的費用約為200億人民幣， 今年預估300億人民幣，其中組裝類超過200億（大年）。
3C行業(yè)PCB板的機器人自動化
根據(jù)錢德勒觀點整理
在3C行業(yè)，PCB板的自動化生產(chǎn)是較為典型的細分領域，也是目前機器人企業(yè)關注度較高的一個領域。
PCB板生產(chǎn)主要可以分成四大環(huán)節(jié)：1、PCB板生產(chǎn)組裝；2、拼裝；3、檢測；4、包裝出貨。這四個環(huán)節(jié)自動化都不是很成熟，但是表現(xiàn)較好的是PCB板組裝和檢測這兩方面。原因是3C生產(chǎn)線變化太快。有的時候一天的時間內(nèi)生產(chǎn)線需要換幾種產(chǎn)品。機器人雖然柔性高，但是針對不同的生產(chǎn)線依然是需要重新設定的。針對這個問題，其實很多公司已經(jīng)在探索解決方案并取得了不錯的效果。簡單說就是用小型機器人，做柔性可移動操作單元。機器人作為操作單元的一個零件，根據(jù)不同的工藝，只需要把單元換成人工或者其他操作單元就可以了。當然，其工藝精進也需要時間積累。
PCB板生產(chǎn)環(huán)節(jié)機器人的主要工作是分揀搬運和插件。提到分揀搬運，需要了解PCB板從哪里到哪里。現(xiàn)在國內(nèi)大部分PCB板生產(chǎn)企業(yè)用的都是L型，PCB板不能像金屬零件那樣隨便夾取。就算PCB板水平放置， 也很難用四軸SCARA機器人做平面搬運，所以大部分案例都是使用六軸機器人。六軸機器人價格又比較貴，所以這部分工作其實會讓終端用戶覺得殺雞用牛刀，所以不是很普遍。
PCB板生產(chǎn)環(huán)節(jié)的另一個操作是插件。精度是其考慮的重要問題。此外，工藝變化太快，一個板上少也要二十幾種件要插，這個機器人的動作設定都是很復雜的，萬一生產(chǎn)一上午下午換另一個工件，那么工廠負責編程序的工程師要吐血了。
裝配環(huán)節(jié)PCB板插件環(huán)節(jié)遭遇同樣的問題，與此同時，很多3C涉及有角度裝配。針對平面的SCARA機器人無法很好的應用到環(huán)節(jié)上，必須要使用六軸才可以，但是六軸機器人貴，雖然3C生產(chǎn)企業(yè)都很有錢，但是成批量地改換機器人，整條線下來成本也挺吃不消的。
說到檢測環(huán)節(jié)，首先要說的是在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中其實每一段生產(chǎn)后都會伴隨一次檢測或檢查，機器人用到這個環(huán)節(jié)做的有兩種，一種是運到檢測機械里面，另一種是機器人抓手上面放檢測設備進行檢測。前者最多涉及一個翻面問題，效率和精確度機器人都綽綽有余。后者就需要在視覺上有一些要求了，總之也不算難，主要問題還是在成本。
包裝出貨環(huán)節(jié)機器人都是成熟應用了，3C行業(yè)不存在特殊性。模塊化工業(yè)機器人在手機智能制造過程中的應用前景
文/銀光VINKO 肖新春
手機(3C產(chǎn)品)制造的挑戰(zhàn)：
目前，3C行業(yè)面臨著多重考驗，一方面來自于產(chǎn)品本身的要求，另一方面來自于生產(chǎn)線的員工挑戰(zhàn)。3C電子產(chǎn)品尤其是手機產(chǎn)品對于精細的要求日益增加：1、零件體積小, 大部分零件都是毫米級；2、零件不規(guī)則, 零件不規(guī)則 (攝像頭，排線等)；3、產(chǎn)品樣式多, 產(chǎn)品系列眾多；4、更新周期快, 一臺專用設備可能只用幾個月就 無法適用新產(chǎn)品；5、外觀要求高, 表面不能細微劃痕；6、速度要求高, 生產(chǎn)效率對手機制造相當重要；7、故障率要求低, 發(fā)生故障將導致全線停產(chǎn)等。此外，生產(chǎn)線熟練工人短缺, 技術(shù)工人短缺，技術(shù)不熟練；品質(zhì)管控難, 生產(chǎn)效率把控存在不確定性；人工工資快速上升, 發(fā)生故障將導致全線停產(chǎn)；工人情緒化, 重復性工作，情緒化，怠工等因素將影響產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。
因此，自動化是發(fā)展趨勢。不過目前，3C電子生產(chǎn)線的很多工序仍由人工完成，人工所占比較依然很高，另外自動化專用設備大量使用, 更換產(chǎn)品專用設備可能失去價值，現(xiàn)階段只有從 部分工序開始導入機器人，且大部分機器人用來做搬運和上下料。
手機(3C產(chǎn)品)制造的趨勢：
在3C電子行業(yè)，機器人的應用種類有大概四種，一是直角坐標為代表的模塊化機器人，一種是SCARA4軸關節(jié)機器人，一種是傳統(tǒng)六軸機器人，最后一種是雙臂機器人。現(xiàn)階段，直角坐標機器人應用比例最高，產(chǎn)品性能較為穩(wěn)定。
各類型工業(yè)機器人的3C適應性：
綜上，不同類型的機器人均有不同的應用范圍，但針對3C電子尤其是手機制造而言，直角坐標機器人現(xiàn)階段更具針對性。直角坐標機器人是模塊化的初級階段， 由X，Y，Z三軸直交組合而成。其優(yōu)點是可由單軸模組快速組合和重構(gòu)； 算法簡單，通常通過直線差補和圓弧插補即可實現(xiàn)空間曲線和軌跡；精度高，成本低，可直接嫁接到自動化設備和生產(chǎn)線中。
同時，它的缺點是本體結(jié)構(gòu)缺乏柔性，空間利用率低；工作死角區(qū)域大，狹小空間無法進入， 容易與周圍物體發(fā)生干涉和碰撞；行程變更難度大。不可逆轉(zhuǎn)。
比直角坐標機器人更為高級的是可擴展串聯(lián)機器人。它一般由四到六個關節(jié)模塊組成，臂長可以調(diào)節(jié)或更換。 其優(yōu)點包括可根據(jù)現(xiàn)場需要選擇軸數(shù)和調(diào)節(jié)臂長；空間利用率高，可深入狹小空間；本體輕型化后，比傳統(tǒng)機器人更為輕便。
與此同時，它也存在缺點，比如僅適用比較輕型的場合，對3C行業(yè)是優(yōu)點； 剛性較直角坐標要差。控制趨于復雜；精度控制難度加大。高速輕載4軸桌面機器人服務3C自動化
文/谷小安
機器人在3C領域的開展面臨的問題
隨著中國市場對機器人的接受度和應用范圍擴大，我國機器人市場潛力無窮，其中3C電子行業(yè)以產(chǎn)業(yè)集群效應贏得全世界矚目。據(jù)悉，我國3C產(chǎn)業(yè)有超過2000萬的產(chǎn)業(yè)工人，如果以機器人替代人工，可想而知，我國3C電子產(chǎn)業(yè)的自動化市場有多大。以華碩為例，員工10萬人，起碼有1萬人是在生產(chǎn)線上打螺絲，每條生產(chǎn)線上面有10-20個工位是打螺絲。如果用SCARA機器人打螺絲，人工替代空間會非常大。
在這樣的背景下，機器人等自動化設備紛紛將目光投注在3C電子產(chǎn)業(yè)，隨之，3C領域的自動化運用逐漸成熟，但同時面臨的問題也不斷顯現(xiàn)，提出的要求也更加具體（如下圖）。
高速高精4軸工業(yè)機器人關鍵技術(shù)攻關
相對而言，以上問題的提出讓高速高精度的4軸工業(yè)機器人有了更多機會。所謂4軸工業(yè)機器人，它不同于6軸等更多關節(jié)機器人，它的重量更輕體積更小，使用更輕便，而比直角坐標等兩軸機器人，它的手臂運行更靈活。因此，目前，4軸機器人在3C領域運行廣泛。
4軸機器人在3C行業(yè)最常見的應用是裝配/拆卸、錫焊與點膠。許多3C行業(yè)的企業(yè)正面臨勞動力短缺，工資和管理成本不斷提高的問題。由于工作的高重復性，SCARA機器人之類的專用機器人可以很好地完成這些簡單動作。估計未來裝配/拆卸的應用預計將增長最快的，2012年到2017年銷售年復合增長率將達20.6%。
物料操作是第二大應用領域，占24%，主要包括物料搬運，碼垛，和機加工等。由于對工人安全的日益關注和不斷上升的工資成本，工業(yè)機器人越來越多的被引入到物料操作過程中。預計這一領域2012年到2017年銷售年復合增長率將達14.8%。
不過，面對3C電子尤其是手機等消費品的更新?lián)Q代周期越來越短，以及性能要求越來越高，現(xiàn)有的4軸機器人需要在各方面加以完善和改進，尤其是精度和穩(wěn)定性（見下圖）。
告別傻大粗 3C電子需求精巧輕型6軸機器人
在傳統(tǒng)的諸如汽車行業(yè)，6軸機器人是應用最多的機器人類別，也是機器人較為典型的代表，但在3C電子領域，傳統(tǒng)6軸機器人除了在部分簡單工位，如打磨、搬運等會有所應用，在裝配等精度要求高的工序尚難以發(fā)揮優(yōu)勢作用。因此，6軸機器人必須告別傻大粗的形象，以精巧輕型的產(chǎn)品樣式進入3C電子領域。
3C與汽車有別 6軸優(yōu)勢不再凸顯
當前，6軸機器人在汽車領域自動化生產(chǎn)率位居各行業(yè)之首，基本上所有的汽車工廠都已經(jīng)轉(zhuǎn)向自動化生產(chǎn)，甚至泡面、餅干、磁磚工廠等也都有或簡單或復雜的機器人進駐。但手機、平板、筆記本的生產(chǎn)線，卻很難全面應用機器人手臂。日本人發(fā)現(xiàn)機器人在生產(chǎn)小型電子產(chǎn)品時，良品率非常低。
一臺智能手機內(nèi)部有五六百個零部件，在四五英寸的微小機體空間中要全靠機器人組裝起來，仍是不可能的任務。因此，即使在智能化水平較高的富士康工廠中，一臺智能手機，目前九成以上的工序，需要由作業(yè)員的雙手完成。
因此，汽車行業(yè)的機器人屬于“傻大笨粗”的自動化設備，精度低、位置控制相對簡單，包括庫卡、ABB、發(fā)那科、安川等四大機器人企業(yè)都擁有了成熟的經(jīng)驗。但相比較而言，3C機器人的精度和位置控制等技術(shù)難度是汽車行業(yè)的10倍，在這個領域，成熟的供應商仍處于空白狀態(tài)。
技術(shù)需優(yōu)化 價格也有待完善
除了在技術(shù)上需要優(yōu)化外，6軸機器人在3C電子行業(yè)應用受阻的另一個原因是價格過高。相較于4軸及其他類型的機器人，6軸機器人的價格也明顯過高，對于以生產(chǎn)制造為主的3C電子行業(yè)而言，除了幾大巨頭企業(yè)能夠用得起，其他小廠大都望而生畏。
不過目前，小6軸機器人的價格已經(jīng)在不斷下跌，連國外企業(yè)也在不斷調(diào)價，大有在3C電子行業(yè)一搏天下的決心。
目前，6軸機器人在3C電子行業(yè)應用較有說服力的就是雷柏科技。雷柏既是較早一批購買并使用6軸機器人的應用企業(yè)，而且將這種系統(tǒng)集成的能力轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，目前已經(jīng)對外承接了更多的3C集成方案項目。
不過，雷柏的6軸機器人只是應用在鼠標和鍵盤領域，更為精細和難度更高的電子消費品應用6軸裝配生產(chǎn)仍然還在探索時期。
未來3C的潮流：雙臂機器人正在進行
相對于多軸的單臂機器人，雙臂機器人目前尚處于大企業(yè)競相比拼的階段。雙臂機器人的出現(xiàn)，不僅僅是兩個單臂機器人的簡單組合，而是通過雙臂的協(xié)調(diào)性控制實現(xiàn)來完成對應的工作。在未來的工業(yè)生產(chǎn)中雙臂機器人將會發(fā)揮越來越重要的作用。尤其是在3C電子領域，雙臂機器人優(yōu)勢將更加明顯。
雙臂機器人的優(yōu)勢
由于電子器件的精巧度、更新周期快以及性能要求等，單臂機器人有諸多局限性。雙臂機器人就如同人類的的雙手，僅需要一個控制器，即可使雙臂動作達到同步協(xié)調(diào)、運動軌跡靈活的目的，因此而擁有高彈性的操作空間，更能夠有效克服產(chǎn)線上多個單臂機器人容易產(chǎn)生彼此干涉、碰撞的問題。由于雙臂機器人能夠相輔相成，也可以減少產(chǎn)線上機器人的數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。
雙臂機器人尤其適用于3C電子行業(yè)的零部件組裝。少量、多樣性、客制化的生產(chǎn)已成為當前3C產(chǎn)品生產(chǎn)線的發(fā)展趨勢。而雙臂機器人因獨立性高，不需要生產(chǎn)線上獨立的工具與之配合，所以在生產(chǎn)線變動的時候，僅需要更換雙臂機器人手臂末端的夾具即可，具有極高的靈活性。
雙臂機器人的發(fā)展
國外對雙臂機器人的研究開始于90時代，最早的研究工作主要是雙臂的運動軌跡規(guī)劃，更多的是基于多個機器人在同一工作環(huán)境中如何不相互碰撞而展開的。在雙臂機器人的研究方面，美、日等國的研究人員憑借先進的制造技術(shù)和手段以及雄厚的研究經(jīng)費的支持，在雙臂機器人的研究領域做出了很多技術(shù)性的突破。而國內(nèi)雙臂機器人的研究相對開始較晚，主要涉及運動軌跡規(guī)劃、動力學以及協(xié)調(diào)控制等方面。
雙臂機器人后續(xù)將在工業(yè)自動化中扮演重要角色，而目前涉足雙臂機器人的廠家主要有有ABB、德國庫卡(KUKA)、安川電機(YASKAWA)、川田工業(yè)以及日商不二越等。去年9月，ABB發(fā)布了世界首臺真正實現(xiàn)人機協(xié)作的雙臂機器人YuMi。此款雙臂機器人具有人性化視覺與觸覺功能的設計，能夠完美的實現(xiàn)人機協(xié)作工作。Yumi的雙臂靈巧，并以軟性材質(zhì)包裹，同時配備創(chuàng)新的力傳感技術(shù)，從而保障了人類同事的安全。而YuMi具有高靈敏度，雙臂極其靈活，可適用于各種精密度高的工作。除了能夠與人很好的配合工作外，還能同時與機器之間進行協(xié)調(diào)工作。
據(jù)悉，目前雙臂機器人已經(jīng)開始在3C電子行業(yè)運用，盡管目前售價在幾十萬元一臺，但是他的工作量相當于兩臺單臂機器人，而且靈活性、配合度更高，更適合于部分柔性工序，也將3C電子行業(yè)的人機配合詮釋的更好。
3C電子行業(yè)機器視覺應用
文/創(chuàng)科視覺 余茂松
在3C電子行業(yè)，機器視覺的應用越來越普遍，無論是零部件的檢測還是整機產(chǎn)品的檢測，機器視覺都起到了重要作用。
所謂機器視覺就是用機器代替人眼來做尺寸測量、字符或條碼的讀取、顏色判斷、位置信息讀取等。根據(jù)項目的需求，一般一套機器視覺的形成有適當?shù)墓庠础㈢R頭、相機、軟件等，最終還需要 視覺系統(tǒng)與客戶生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的集成。
對于3C電子行業(yè)而言，以下趨勢將加大對機器視覺的需求，如上游行業(yè)，手機芯片的BGA封裝管腳越來越密、手機電路板上的焊接點數(shù)量巨大，據(jù)稱單個手機雙面板焊點約5000個、生產(chǎn)設備需要結(jié)合檢測設備提高產(chǎn)品良率 、手機設計緊湊度越來越高，對各部件，包括沖壓件的結(jié)構(gòu)尺寸精度要求也在提高、金屬外殼的采用，手機屏幕越來越大，生產(chǎn)或裝配時的劃痕、消費者對高端手機的外觀完美性要求等，因此，視覺技術(shù)在上述各個環(huán)節(jié)都得到了應用。
據(jù)報道，2015年被嚴格定義為視覺部件的機器視覺市場規(guī)模為20億， 廣義市場的規(guī)模為200億，包括視覺相關的系統(tǒng)產(chǎn)品。全球機器視覺產(chǎn)業(yè)主要分布于北美、歐洲以及日本地區(qū)。其中北美占比達到了61%.歐洲占比為14%,日本為9%。
因為近年來國內(nèi)機器視覺市場的高速發(fā)展，中國已經(jīng)成為該領域世界第四大市場。目前中國的國際機器視覺品牌已超100多家，中國自己的機器視覺企業(yè)也超過115家，機器視覺產(chǎn)品代理商超過200家，專業(yè)的機器視覺系統(tǒng)集成商超過50家，涵蓋從光源、工業(yè)相機、工業(yè)鏡頭、圖像采集卡以及智能相機等所有機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品。
隨著企業(yè)自動化程度的不斷提高和對質(zhì)量更加嚴格的要求，這帶來了對機器視覺自動化設備的大量需求。
機器視覺行業(yè)應用市場分析
3C行業(yè)系統(tǒng)集成四部曲
文/橙子自動化 邵勇鋒
行業(yè)背景
中國成為工業(yè)機器人最大的市場，巨大的市場蛋糕，瞬間吸引了眾多的企業(yè)、人才、資金紛紛進入，機器人產(chǎn)業(yè)成為了目前國內(nèi)最熱門的產(chǎn)業(yè)之一，企業(yè)、政府都投入了極大的熱情，試圖尋求更大的突破。而除了之前的汽車、冶金、橡膠等應用行業(yè)外，3C行業(yè)(即：電腦Computer、通訊Communication和消費性電子Consumer Electronic)則成為了目前眾多企業(yè)最重要的掘金點。為什么大家會不約而同的把目光投向3C行業(yè)呢？
1、傳統(tǒng)制造業(yè)技術(shù)相關成熟增量有限
以汽車行業(yè)為例，目前，國內(nèi)60%的工業(yè)機器人應用在了汽車制造業(yè)，當然他們多采用國外品牌工業(yè)機器人。由于汽車行業(yè)自動化起點較高，同時又采用了直接引進國外成熟設備和系統(tǒng)集成商（我把這種模式叫做CTC(COPY TO CHINA)），這些企業(yè)在傳統(tǒng)行業(yè)的工業(yè)機器人應用相對來說已經(jīng)很成熟，所以通過標準化推廣的工作迅速將整個行業(yè)自動化水平推向了一個高度。隨著汽車行業(yè)機器人的應用越來越成熟及汽車生產(chǎn)線保有量的飽和，市場增量必定會逐漸降低，尋求向想其他新興行業(yè)滲透已經(jīng)成為了一種趨勢。
2、3C產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速
3C市場的持續(xù)增長是各大企業(yè)看中3C行業(yè)機器人應用的關鍵。中國集中了全球70%的3C產(chǎn)品產(chǎn)能，而目前此領域的自動化程度仍較低，目前國內(nèi)3C行業(yè)機器人密度僅為11臺/萬員工，而日韓國家的機器人密度早已超過1200臺/萬員工。據(jù)了解，未來三年，全球3C市場將保持15%左右增速，到2017年3C市場機器人將達到上萬億級別市場規(guī)模。中國作為制造業(yè)大國，3C行業(yè)是最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，其中東莞、深圳等更是3C行業(yè)的集中地，產(chǎn)業(yè)鏈齊全，無疑成為了機器人應用項目的重點市場。
3、技術(shù)壁壘使得3C市場還處于競爭藍海區(qū)
在傳統(tǒng)應用市場，機器人技術(shù)及種類已經(jīng)相當齊全，想要有所突破很難，只有在新的應用領域，我們才能與國外先進企業(yè)處于同一起跑線，3C行業(yè)作為目前發(fā)展最迅速，而且機器人應用相對不那么成熟的應用市場，很高的技術(shù)壁壘勢必會成為企業(yè)尋求差異化道路上的一片藍海，成為機器人企業(yè)眼中的寵兒。
行業(yè)特點
1、小批量，多品種，柔性化程度高，投資回報周期短。
3C產(chǎn)品擁有生命周期短、持續(xù)降低成本及彈性的全球運籌等特性，是目前發(fā)展最迅速，變動也最頻繁的一種產(chǎn)業(yè)。由于中國3C產(chǎn)業(yè)鏈比較齊全，加工工業(yè)發(fā)達，且普遍面臨人力成本上升的難題，機器人應用還未普及，市場增量潛力巨大，因此成為了企業(yè)競相角逐的戰(zhàn)爭之一。而為了加快3C行業(yè)智能制造的步伐，政府也出臺相關政策扶持，極大提高了企業(yè)的積極性和自信心。3C行業(yè)機器人應用的巨大市場增量，是它受熱捧的關鍵。但是3C行業(yè)客戶規(guī)模較小，產(chǎn)品變化快，精細化程度更高，標準欠缺，都阻礙著機器人在3C行業(yè)中的應用。
2、人機協(xié)作安全要求需求明顯
人機協(xié)作將是3C行業(yè)普遍存在的現(xiàn)象，由于技術(shù)的迭代及產(chǎn)品的更新，成本的優(yōu)化都將需要時間的沉淀，在當前機器人技術(shù)無法實現(xiàn)的工序?qū)⒗^續(xù)采用人工作業(yè)的方式與機器人工站一起完成整個3C產(chǎn)品生產(chǎn)制造和測試的工作，所以人機協(xié)作帶來的對機器人本身的安全要求越來越高。
3、機器視覺的應用隨處可見
由于3C產(chǎn)品精細化，柔性化的作業(yè)要求，對機器視覺的需求及依賴將越來越明顯，機器視覺技術(shù)的應用和積累將極大影響3C行業(yè)機器人應用的進程。
3C行業(yè)系統(tǒng)集成四部曲
試錯，迭代，標準化，復制
試錯
由于3C處在一個機器人應用還未普及，市場增量潛力巨大新興市場，沒有非常成熟的模式和應用解決方案可以參考和借鑒，需要我們投入研發(fā)去探索出成熟的應用解決方案，我把他稱之為CIC(CREATED IN CHINA)模式，有別于汽車行業(yè)的CTC(COPY TO CHINA)模式，3C行業(yè)的CIC模式需要企業(yè)投入更多的時間和研發(fā)去試錯，通過不斷的嘗試找到一個將自動化技術(shù)和3C行業(yè)的工藝know-how有效結(jié)合的解決方案。
迭代
將試錯積累的寶貴經(jīng)驗，通過不斷和供應商及客戶現(xiàn)場使用反饋的結(jié)合快速迭代，形成產(chǎn)品化，將整個生產(chǎn)工序和技術(shù)結(jié)合起來，完成整廠自動化技術(shù)的迭代將有助于系統(tǒng)集成的能力形成，團隊的快速磨合，項目管理能力的快速提升及供應商體系的持續(xù)優(yōu)化。
標準化
如何將試錯迭代的行業(yè)解決方案，通過結(jié)合了行業(yè)工藝know-how的產(chǎn)品做到標準化將是打破系統(tǒng)集成商有利潤沒規(guī)模的決定性因素，當前系統(tǒng)集成標準化只占整個項目的30%－40%，這個數(shù)字應該被提到80%。這個過程需要客戶IE、研發(fā)團隊、供應商共同參與努力，通過標準化工作或者開發(fā)集成行業(yè)工藝know-how的標準化產(chǎn)品，建立出具有行業(yè)推廣價值的整體解決方案。
復制
將形成的具有行業(yè)推廣價值的整體解決方案在行業(yè)里做深耕應用，通過快速復制的方式將系統(tǒng)集成規(guī)模做大，建立起行業(yè)的話語權(quán)。企業(yè)需要盈利首先得有行業(yè)話語權(quán)，有制定行業(yè)標準的能力，系統(tǒng)集成商的價值在于快速創(chuàng)造價值，企業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新需要更多的行業(yè)深耕經(jīng)驗，所以快速復制的能力是一個企業(yè)保持專注的核心動力。
以上四點將決定未來幾年3C行業(yè)系統(tǒng)集成商的格局，如何更好的將機器人應用到3C行業(yè)中，考驗著各個系統(tǒng)集成商的智慧與創(chuàng)新能力！
