【埃夫特】匠心与技术——为PCB行业打造的机器人产品（Ⅰ）

　   PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制电路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气相互连接的载体。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通信电子设备、军用武器系统，只要有电子元件和集成电路，为了使各个元件之间的电气互连，都要使用PCB。

　　PCB的下游应用领域十分广泛，除了传统的计算机、通信及消费电子领域，近几年以Tesla为代表的新能源汽车发展迅速，为PCB行业注入了新的活力。2022年8月11日，中国汽车工业协会发布数据显示，1-7月新能源汽车产销量分别为327.9万辆和319.4万辆，同比均增长1.2倍，其中纯电动汽车产销分别完成257.4万辆和251.8万辆，同比均增长1倍。汽车电动化带动了汽车电子化程度的显著提升，相应也带动PCB需求增加。新能源汽车PCB用量为传统汽车的5-8倍。同时车用FPC（Flexible Printed Circuit挠性电路板，PCB的一种）取代线束已经成为趋势，未来FPC在汽车上的应用也会逐渐增加，预计单车用量将超过100片，2022年全球汽车用FPC市场规模将达70亿元。

　　PCB看似薄薄的一片，实则是由多层材料经过复杂的工艺制作而成。PCB生产具有规范而严格的工艺流程，我们可以大致把生产中涉及到的设备分为工艺制程设备、连线设备和检测设备三大类。覆铜板、合成树脂等各类原材料及半成品在现场生产中，依据工序在切割，钻孔，电镀，蚀刻，涂敷等多种工艺制程设备之间流转。自20世纪30年代诞生以来，经过80多年的发展，PCB生产工艺逐步优化，不仅设计和制程更加先进，在生产中的移栽方式也由传统的人工搬运逐步转向效率更高、性能更佳的专用自动化连线设备。其中多关节型工业机器人也以占地小、高速高节拍、易于集成等诸多优点广泛应用于连线设备中。

　　（PCB制造工艺流程图）

　　在PCB整体工艺制程中，曝光、显影、棕化、蚀刻、AOI工艺段使用多关节工业机器人投放板最为普及。自动化连线设备大多集成了多关节工业机器人，业内用户及系统集成商的需求主要集中在下列几个方面：

　　高节拍、高速度

　　目前中国大陆约有一千五百家PCB企业，主要分布在珠三角、长三角和环渤海等电子行业集中度高的沿海发达地区，行业竞争激烈。如何改善各环节生产效率，拉动整线产能提升是不可回避的环节。就目前的技术条件来看影响节拍和速度的5点因素分别是板件尺寸、机器人运动空间、吸盘变化、设备机架稳定性以及工位数量。

　　高防护、无掉屑、无漏油

　　除了生产效率之外，良品率也是PCB厂家关注的重点。工业机器人由于其机械结构在运动过程中各运动部件之间会产生摩擦，进而有可能发生润滑油和碎屑掉落的现象，这无疑会破坏PCB品质造成用户损失。

　　高性价比

　　工业机器人是连线设备的关键“部件”，在满足负载和节拍的情况下保持成本优势和低故障率将进一步优化用户的项目投入和日常维护成本，达到降本增效的目的。

　　高易用性

　　从有效利用材料、降低综合成本的角度出发，PCB正向着大尺寸的方向发展，目前超大面积的PCB尺寸为1250mm*730mm。为了能够稳定抓取和搬运，通常系统集成商会在“抓手”上设计大量真空吸盘、电磁阀和传感器的数量也相应增加了。在机器人设计中需要考虑方便安装新增的外部信号；在方案设计和调试方面，支持离线仿真技术的工业机器人可以方便的在虚拟环境中进行方案调试和设计优化。