2021年被譽為復合機器人元年,這代表著行業認可復合型機器人成為未來技術發展的重要趨勢。如同擁有了人的腿、手、眼,復合機器人能夠滿足工業運用場景愈發細分的生產需求。有中國工業媒體預估,至2025年,本土復合機器人的銷量有望突破1.2萬臺[《復合機器人迎來落地“元年”》,高工機器人,2021年8月21日]。
早在2020年2月,全球移動機器人市場的領導者Mobile Industrial Robots(以下簡稱:MiR)便與優傲機器人(Universal Robots,以下簡稱為UR)攜手,投資3,600萬美元在丹麥共同建立協作機器人中心,強強聯手開拓復合機器人市場。
何為復合型協作移動機器人?
復合型機器人,是一種集移動機器人和工業機器人兩項功能為一身的機器人。以MiR的技術為例,MiR的自主移動機器人(Autonomous Mobile Robot——AMR)通過搭配UR的協作機器人手臂及相關夾具,即可形成復合型移動協作機器人。
在工業制造業環境下,AMR行駛底盤的自主導航的能力替代了人類腿腳的行走功能,而協作機器人手臂主要是替代人類手臂的功能,兩者結合,大幅延展了機器人的功能和可用場景。
配合了UR機械手臂的MiR AMR,能夠完成更多元精細的動作,包括:包裝碼垛、質量檢測、抓放、點膠、焊接、組裝及實驗室分析等。
場景一:半導體行業晶圓盒運輸
硅晶圓是所有半導體不可或缺的基礎,是微芯片的基礎。其性能從根本上決定了芯片的運行速度。硅晶圓的生產環境要求極高,所有進入制造空間的人與設備均需要無菌無塵。
而在這一嚴格環境下,過往晶圓的運輸和上下物料主要由人工完成。這一操作流程存在不穩定性,或影響產線的制造效率,甚至可能因為人員走動而帶來產品受到污染的可能。
MiR250 AMR搭配UR10e機械臂,并配置晶圓盒運輸載具模塊,主要解決的就是無塵車間晶圓盒的運輸和上下料自動化的場景。該復合機器人可支持4寸、6寸、8寸、12寸晶圓盒,最多3盒12寸晶圓盒的運輸和上下料工作。
場景二:半導體行業后道封裝運輸
封裝測試屬于芯片制造的后道工序,主要是將晶圓廠完成的晶圓片切割成裸片,并進行封裝和測試,最后輸出芯片成品給芯片設計公司。
封測是中國在半導體行業中全球市場份額較高的一個環節。封測廠商也需要投資大量的專用設備,一般占半導體設備整體市場的15%。先進的后道工廠,其資本和研發投入需大量專用設備和工藝支持[《半導體封測設備行業深度研究》,未來智庫,2021年12月4日]。而封測分為兩個環節:封裝與測試。
MiR250 AMR搭配UR10e機械臂,配置后道封裝運輸載具模塊,可通過工業協作六軸機器人,將背負的Magazine放入或取出生產設備,一次性可運輸12盒Magazine。
場景三:半導體行業后道封裝測試
而配置了后道封裝測試載具模塊的MiR250 AMR復合機器人,能夠實現Input Magazine和Output Magazine產品收板及出板自動化機構,復合機器人可直接將Input Magazine中的產品放入生產設備測試,同時可將測試完成的產品收回到Output Magazine。以上應用均配合有無檢測,震動抑制等裝置,可加配RFID讀取或條碼讀取裝置,進行生產追溯。
場景四:智能制造產線上下物料精準自動化
通過采用復合機器人,生產車間、機臺、產線之間便能夠實現物料轉運自動化。復合機器人可以運輸并且抓取各種規格的產品,在不同工位之間移動,大幅降低生產線對人工物料運輸及上下料的依賴。
MiR目前有六臺搭配UR協作機械臂的AMR在位于南京的中德智能制造研究院中運行。這六臺復合機器人與中德研究院內的加工中心配合,嵌入其工業移動協作分揀系統,展示和培訓產品的上下料、轉移運輸等環節。
MiR持續挖掘復合機器人功能,實踐五大制造場景的細分應用
場景五:智能制造精密掃描,質檢樣品揀選自動化
以快銷品行業為例,面對產品品類繁多,生產周期越來越短的情況,生產制造需要滿足市場交貨期更短、更準時及價格壓力更大的多層次要求。車間作為任何制造型企業的中心,其效率管理好壞,直接影響著產品“質量、成本、交貨期”各項指標的完成。搭配UR機械臂的MiR AMR,可以肩負起在產線自主移動,實現從生產線到質檢實驗室及存儲區域的質檢樣本自動揀選與運輸自動化,簡化了相關工作流程,從而幫助產線提升效率。