工业机器人在PCB行业的应用

一、工业机器人的种类及特点

工业机器人是一种通过重复编程和自动控制，能够完成制造过程中某些操作任务的多功

能、多自由度的机电一体化自动机械装备和系统，它结合制造主机或生产线，可以组成单机或

多机自动化系统，在无人参与下，实现搬运、焊接、分拣、装配和喷涂等多种生产作业。

自20世纪60年代初第一代机器人在美国问世以来，工业机器人的研制和应用发展迅速，

在生产中应用日益广泛，已成为现代制造业重要的高度自动化装备。

工业机器人主要由本体（包含机械躯干部分、电机、减速机）和电控（包括驱动和控制系

统）两部分构成，其作用是利用末端的执行机构代替人手抓取物品或工具，完成不同的任务。

目前主流的工业机器人有三种，包括：SCARA（四轴平行关节机器人）、DELTA（并联机器人）

和六轴多关节机器人（包括六轴以上的多关节机器人及衍生的双臂机器人）

工业机器人最显着的特点归纳有以下三点：

１.可编程。生产自动化的进一步发展是柔性自动化。工业机器人可随其工作任务和环境

变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的

功用，是柔性制造系统（ＦＭＳ）中的一个重要组成部分。

2.拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等

肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提

高了工业机器人对周围环境的自适应能力。

3.通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务

时具有较好的通用性。比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同

的作业任务。

二、工业机器人在PCB行业应用案例

工业机器人早期主要应用于汽车制造业，在汽车生产过程中完成焊接、装配、搬运、喷涂

等工作，这些环节对机器人的精度、速度要求并不高。但PCB行业情况相对复杂，机器人在

PCB行业的应用主要体现在各工序的上下料、翻转、分拣、定位及检测等功能上，要替代人工

配合PCB板加工设备和检测设备的操作。由于PCB板的多样性和复杂性，有单层板、双层板、

多层板、柔性板、软硬结合板、无孔板和多孔板等，导致了对前端执行机构要求较多；还有对

定位精度的要求和对工作节拍的要求，所以在工业机器人应用时对机器人技术和集成技术的要

求也较高。我们经过近两年在行业里的摸索和实践，努力帮助客户解决问题，满足客户的需求，

也积累了行业应用的经验。目前，针对PCB行业中的很多工序环节，我们都有成熟的解决方案，

如AOI、曝光机、钻靶机（OPE、XZ）、银浆灌孔、文字喷墨、棕化预叠、成品装盘、OSP、成

品清洗、DOME片反包膜、LCD组装等。

下面选取三种机器人有代表性的应用案例介绍如下：

1、六轴多关节机器人用于AOI检测工序

传统的AOI扫描机器都是靠人工放板、翻板和收板，一个人看管两台机器，每天做着重复

单调的动作，而且刚制作好的线路板还会散发出刺鼻的气味对人体带来一定的伤害，AOI扫描

机器散发的红外光也是一个隐形的杀手。我们用一台六轴多关节机器人，替代工人负责两台

AOI的放板、翻板和收板，每班可以完成七百多块PCB硬板的收放，综合效率可以达到1块/min

（其中包括AOI机器扫描时间）。若能进一步将与收放板机配合的上下料运输线，连接上AGV

做固定线路转运，就可以实现上下工序的完全自动化生产了。

2、SCARA机器人用于线路板线圈检测工序

目前多层板线圈短路的整套检测设备市面上还寥寥无几，大多数检测设备都是依赖于人

工，孔径大的PCB板子是人工将板子放到检测设备上面然后开启设备检测，孔径小的PCB板子

需要人工拿着设备（探头）去对每一个线圈进行检测。我们利用SCARA机器人可以完成配合检

测设备的上下料和对位放置，实现一次性对大孔径的板子所有的线圈经行检测；对小孔径的板

子，我们利用SCARA设备执行端固定探头，通过视觉定位，用探头对每一个线圈进行检测，我

们的设备也有效地避免了人工操作时因为线圈孔径小或孔径多而出现漏检。与人工操作相比可