华南站丨赋能工厂自动化产线升级，揭秘“智造”技术如何驱动产业变革

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当前,世界各国政府推动工业数字化转型的举措越来越多,制造业开始不断追求更高的生产效率,成为推动全球工业自动化市场规模蓬勃发展的关键因素。据第三方调研机构Precedence research预计,2021年全球工业自动化市场规模估计为1966亿美元,到2030年将扩大到超过4,128亿美元,并有望在2022年至2030年的预测期内以8.59% 的复合年增长率(CAGR)成长。

事实上,想要加速推动工业自动化进程,少不了譬如直线模组等传动部件与工业机器人人机协作的赋能,特别是随着电子信息产品向小型化、轻量化、高可靠性和低成本发展,自动化企业需要持续加强对技术研发的重视程度,以适应产品生产与组装产线要求的不断提高。在即将开幕的慕尼黑华南电子生产设备展上,或许我们可以借优秀的自动化参展企业们的创新展品,一起洞悉自动化技术对产业数字化转型的推动与助力。

直线模组产线精准运动控制赋能智造

直线模组,亦称线性模组、直角坐标机器人等,是一种将电能直接转换成直线运动机械能而不需任何中间转换机构的传动装置,作为继直线导轨、直线运动模组、滚珠丝杆直线传动机构的自动化升级单元,可以通过各单元的组合实现负载的直线、曲线运动,使轻负载的自动化更加灵活、定位更加精准。

在产线运作中,当需要工具沿直线移动时,通常会使用单轴线性装置,典型应用如钻孔或螺钉固定等类型,重型负载也能使用单轴线性装置轻松移动。在更复杂的应用中,会使用同步线性轴,同步器还能创建多轴系统,从而为多轴应用奠定基础,比如在平面双轴应用中,喷嘴、按钮、传感器和扫描仪就是通过平面引导。XY轴工作台非常适合移动重型工具和执行分拣或灌装过程,借助单轴导轨,用户可以对材料和负载进行测试。此外,线性技术的各种零部件还为三轴过程提供了可能,比如堆叠、码垛和各种分拣任务。

总而言之,无论是单轴、平面双轴还是三轴应用,采用线性技术的解决方案都能快速移动并具有较高的定位准确性,由于其单体运动速度快、重复定位精度高、使用寿命长等一系列优点,受到越来越多设备厂商的关注和喜爱,也得到了更加广泛的应用,尤其是自动化行业,例如3C电子行业、汽车制造行业、锂电池行业、液晶显示面板等行业,都大量地应用到了直线电机模组。

深圳云雀群科智能科技有限公司作为苏州云雀机器人科技有限公司在华南地区的分公司,更专注于直线模组、机械手、行架机器人、直线三坐标视觉检测系统、磁电技术(直线电机、DD马达)等产品研发、制造、销售服务,所生产的产品广泛应用于各类自动化生产线、3C、光伏、汽车、新能源、检测设备(点胶、喷涂、焊接、包装、搬运、喷绘、打印、激光切割)等领域。

*图源:云雀群科

时至今日,使用直线电机模组替代传统的丝杆和伺服电机实现工业自动化已成为普遍现象,但不同设备乃至于同一主机的不同部位,对尺寸的需求各不相同,直线模组制造企业也需要根据客户的具体需求进行个性化的设计与生产。随着工业化程度的不断提高与技术的不断迭代,下游客户对直线模组的使用寿命、可靠性、稳定性等性能的要求同样越来越高。

未来,小型化、轻量化是整个直线模组行业的必然趋势,通过对零件布局和结构的重新设计实现小型化,有利于产品在智能设备中的布局,而通过材料的选择以及技术的更新可以实现直线模组的轻量化,则可以减少下游机器设备的能耗、延长使用寿命,提升生产效率。此外,模块化、驱控一体以及在线数据分析成为智能化设备的必然趋势,使直线模组高度集成为小型化提供了条件,并且产品可以在一定的框架下相互替换,灵活性高,同时满足了设备智能化发展的需求,通过设备和产线联通,为数据分析提高效率提供有力支撑。

在这种趋势之下,设备厂商们也有着自己的应对之法。例如精浚科技创新直线导轨通过采用共轨设计,具有良好的互换性,可有效降低客户库存量,便于更换。此外,精浚科技还紧随精微制造的趋势,其STAF微小型导轨滑块具备行走精度高、低噪音等特性,采用塑性迫紧系统,适用于极精密设备中。

*图源:精浚科技

工业机器人实现人机协作

掀起下一个自动化风口

在自动化场景下与直线模组相比,得益于柔性化生产及部署成本低的优势,近年来协作机器人的应用领域持续延伸拓展,除了易于整合,它们还能配备各种末端执行装置,有着广泛的应用潜力,比如螺钉固定和焊接、组装和分拣以及码垛和机器装载等。目前,我国已成为全球主要的协作机器人市场,市场销量约占全球总销量的四成以上,2022年我国协作机器人市场规模约26.79亿元。

由于协作机器人产品具有安全、灵活、易用等特征,同时其综合成本较低、部署切换便捷、操作使用简单,能够在传统工业机器人应用较为空白的工业细分领域进行补充,成为机械换人中重要的一环。如在3C电子等领域中,产品更新迭代速度快,需要频繁切换产线,利用协作机器人可以柔性高效地对产线进行改造。随着工业柔性生产、人机安全协同以及企业降本增效、产品质量把控等需求的进一步强化,协作机器人在工业领域的普及程度有望进一步突破,销量也有望在未来实现进一步增长,中商产业研究院预测,2023年我国协作机器人市场规模将超30亿元。

我国已将突破机器人关键核心技术作为科技发展的重要战略,颁布和实施了一系列产业鼓励政策,对协作机器人企业发展的支持力度不断增强。当前,国内部分企业通过生产工艺改进、科研技术攻关,研发出的产品在性能和稳定性等方面已能够达到国际水平,并实现了规模化应用,对国际厂商协作机器人产品逐渐形成替代。

例如长广溪智造作为无锡市智能制造优质企业,其车载机器人智能制造车间为行业创造IATF16949进行质量管控,代表了国内智能制造和机器人领域的创新技术,潜心研制的“新一代车规级高速协作机器人”,解决了一体化关节设计、柔顺控制、力感知与碰撞检测等难题,融合了机器人平滑轨迹规划算法、机器人力控及力位混合控制算法、全闭环伺服控制算法等关键核心技术,并将机器人技术和具体场景需求结合,使协作机器人在速度、转矩、控制稳定性等核心性能指标上达到国际优等水平。工具端速度比以往快10-20%,刚性为目前2-3倍。

针对本次慕尼黑华南电子生产设备展,准备带来在3C电子、新能源、汽车等行业应用,例如芯片封装视觉上料机以CGXi-G6协作机器人作为核心智能执行单元,整套工序完成时间从调试阶段的5.5s提升到3.5s,生产速率高达1200UPH。螺丝锁付工作站由CGXi-G6 协作机器人为核心智能执行单元,该工作站运用了多扭矩重复锁紧、视觉定位螺钉孔等多项技术,定位精准、锁紧稳定。整体机台轻巧,易于嵌入产线,可广泛应用于锁紧精度要求高的关节锁紧产业。

芯片封装视觉上料机

螺丝锁付工作站

*图源:长广溪智造

在现代工业生产中,提高生产效率和产品品质是每个企业的追求,无论是线性技术还是协作机器人等,只要选择合适的产线的自动化生产设备,都能帮助企业实现生产过程的优化和升级,促进生产效率和产品品质的不断提升,从而迈向工业自动化、智能化的时代,实现产业规模的快速增长。即将于2023年10月30日-11月1日在深圳国际会展中心(宝安新馆)举办的2023年慕尼黑华南电子生产设备展上,将打造更为全面的组装自动化展示交流平台,为电子生产制造行业客户带来丰富的整体创新解决方案。

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