2024機器人智能解決方案賦能表面精加工白皮書

—引言年達到956080%的全球電在內的48位高層管理人員進行的全球跨行業(yè)調查顯示，

8%—保時捷管理咨詢公司的高層管理人員調查顯8%全球消費電子市場發(fā)展1以十億美元計

全球EMS預期利潤率2%+3%CAGR956 950 978 1.005

1.035 1.066 1.096 80% 59 80% 592021計算機 游戲 電信多媒體 其他來源：保時捷管理咨詢公司。摘自白皮書《智能工廠：高科技，還是更高的挑戰(zhàn)？》|保時捷管理咨詢公司（）1：參考自Statista市場洞察：全球消費電子產品，2024年6月。2：參考自IPC：當前對全球電子制造供應鏈的觀點，2024年6月。目前，所有行業(yè)都面臨著一些挑戰(zhàn)：去全球化趨勢要求在成本較高的國家提升效率。生產效率業(yè)而異，平均降幅為14%。其中，消費品行業(yè)的成本預計下降

9%，而工業(yè)品行業(yè)的成本則預計下降18%?？煽啃?IT的可用性和穩(wěn)健性成為可靠性的關鍵成功因素，因為這三個方面都會受到停機時間和中斷的影響。—調研結果顯示，受訪談的領導層高度重視傳智能工廠的首要目標按重要性排序（從5=高到1=低）

生產力：通過智能工廠降低工廠成本預計每年減少%4,2/

汽車3,4/汽車

非常重要3-4高度重要2-3中等重要1-2重要性較低靈活性 性 1,7/5

汽車零部件供應商 ?14%消費品 9%?14%航空航天12%航空航天

16%工業(yè)品率 工業(yè)品率 可靠性 吸引力 @保時捷管理咨詢公司 @保時捷管理咨詢公司來源：保時捷管理咨詢公司。摘自白皮書《智能工廠：高科技，還是更高的挑戰(zhàn)？》|保時捷管理咨詢公司（）120%機器人安裝量的增長達到160%BrownfieldI環(huán)境正在減緩智能工廠的轉型步伐。業(yè)務部門和IT之間的協(xié)作不足。能力不足。缺乏專門的部署團隊。解決方案的可擴展性有限。缺乏組織內部的認可和重視。

不斷發(fā)展的EMS自動化和勞動力成本演變3%

全球已安裝的工業(yè)機器人每年新安裝的機器人數量人工成本+120% 人工成本+120%475k全球工業(yè)機器人475k全球工業(yè)機器人+160%183k其他-55%1990 2000 2010 2010 2022@保時捷管理咨詢公司 @保時捷管理咨詢公司來源：保時捷管理咨詢公司。摘自白皮書《智能工廠：高科技，還是更高的挑戰(zhàn)？》|保時捷管理咨詢公司（）3：根據經濟學人智庫、德國勞動市場與職業(yè)研究所、國際機器人聯(lián)合會的數據。勞動力成本=美國制造業(yè)相關的勞動力報酬折算指數（1990年=100%）機器人價格=美國制造業(yè)機器人平均價格折算指數（1990年=100%）?！脵C器人自動化提高生產效率少浪費和降低整個加工過程對環(huán)境的影響方面做出重大貢獻?！诖_保電子元件生產過程中的質量方面，機器人自動化發(fā)揮著關鍵作用機器人自動化在打磨中的應用

如陽之前去除加工或鑄造過程中可能產生的鋒利邊緣和毛刺。的打磨任務所帶來的優(yōu)勢，以及如何使用ABB的MachiningPowerPac解決方案提升性能。來源：AdobeStock—現(xiàn)狀理

機器人完成每個周期的總周期時間為30步驟步驟過程的最佳周期時間為90上段重疊區(qū)下段上段重疊區(qū)下段1234步驟2：生成2條機器人運動線步驟和中間黃線標記的區(qū)域重疊處理周期時間當前流程1個周期所需時間30秒輪數3輪總周期時間90秒—光輪來適應3D幾何曲線。

路徑投影到3D3D投影就需要更多的收益率主要受到以下因素的影響：機器人工程師在特定區(qū)域的編程CAD與生產CAD不同?！斎氲脑土慵型庥^缺陷的風險輸入的原型零件總數10,000×各部件的單位成本人民幣/美元￥50/$7×邊角不均的風險（4個邊角移動時速度/壓力不均勻）20%×過渡不順的風險（無法與復雜幾何形狀平滑過渡）14%3D表面拋光痕跡的風險）17%3D機器人路徑方向=CNC）13%3D區(qū)域重疊導致過度拋光/拋）14%3D變色和激光蝕刻文字顏色不均勻）10%=材料浪費美元人民幣/美元￥307,737/$43,651=浪費的零件數量6,155—外觀缺陷癥狀-簡要說明來源:iStock初始表面壓痕表面初始表面壓痕表面最終表面

邊角不均3D過渡不順//不同。拋光痕跡刀具痕跡*CNC。90°分割線處理3D線變色、壓痕或激光文本顏色不均勻致性。*從Protolabs創(chuàng)建的原始版本復制的圖表—挑戰(zhàn)：標準離線編程無法擴展V形或U步驟1：根據所需的路徑數量定義和創(chuàng)建點步驟2：已連接V形線步驟3：通過進一步的現(xiàn)場微調，規(guī)劃3D格式的路徑

第一個挑戰(zhàn)是編程過程仍然高度依賴于零件設計師和機器人程序使整個過程更加枯燥。依賴專家的線下調試調試時間240分鐘/1次×需要進一步完善路徑的典型程序的時間20次修改路徑生成所花費的總時間4800分鐘×2人費用（機械設計工程師+機器人工程師）￥40,000/$5,674=機器人路徑編程的成本￥20,000/$2,837—市場上機器人離線編程工具的泛濫挑戰(zhàn)1虛擬機器人和實體機器人的偏差：由于軟件缺乏對特定機器人品牌實際運動控制的精確模擬挑戰(zhàn)1虛擬機器人和實體機器人的偏差：由于軟件缺乏對特定機器人品牌實際運動控制的精確模擬機器人虛擬程序行程距離機器人物理運動慣性導致運動偏差挑戰(zhàn)2示教位置偏移不能在控制器中自動校正0,0,00,0,0系統(tǒng)集成TCP0,0,0TCP輸入無法偏移運動路徑因機器人制造裝配誤差導致的偏差基于經驗的手動示教導致的偏差實際運行中的偏差—更好的表面覆蓋路徑為什么在V形或U形路徑上移動更好？循環(huán)工藝V形工藝一個周期所需時間30秒60秒輪數3輪1輪總周期時間90秒60秒V形或U歷史上特定區(qū)域表面去除不在陽極氧化過程后尤為明顯3D幾何上的過度拋光或切割循環(huán)工藝V形工藝一個周期所需時間30秒60秒輪數3輪1輪總周期時間90秒60秒此外，機器人從CNC刀具的初始切割方向移動90°時，可能會增加之前CNC加工部分的公差。流程需要9060—輸入的原型零件有外觀缺陷的風險輸入的原型零件總數10,00010,000×各部件的單位成本￥50/$7￥50/$7×邊角不均的風險（4個邊角移動時速度/壓力不均勻）20%5%×過渡不順的風險（無法與復雜幾何形狀平滑過渡）14%4%3D表面拋光痕跡的風險）17%6%3D機器人路徑方向=CNC）13%3%3D區(qū)域重疊導致過度拋光/拋）14%0%3D變色和激光蝕刻文字顏色不均勻）10%5%=材料浪費美元￥30737/$43,651￥105,008/$14,895=浪費的零件數量6,1552,100——表面覆蓋視頻觀看視頻掃描以了解更多信息—基于CAD自動生成路徑引入ABBMachiningPowerPac使得能夠自動生成CAD路徑代碼，同時精確地模擬實際零件表面。只需按下按鈕即可自動完成操作，同時生成精確的3D路徑代碼，避免了繁瑣的打點調試步驟?！狢AD自動生成路徑概覽以下發(fā)現(xiàn)來自ABB10,000個輸入單元和工程驗證構建期間的100,000個輸入單元。這些展示了將ABB的MachiningPowerPac機器人路徑調試從每輪重新設計的4小時縮短到3分鐘，相當于工程師生產力提升了80倍

在相同設備中生產更多零件后，機器人周期時間縮短了33%

由于路徑錯誤設計造成的外觀損壞，在標準原型中節(jié)省了80001個零件的潛在原型零件=2.37噸鋁合金

初始投資和回報期不到3個月，18個月的投資回報率為1200%800010,000個輸入單元和工程驗證構建階段的100,000個輸入單元。CAD路徑自動生產創(chuàng)建新路徑所需的時間（分鐘）3分鐘×進一步完善路徑通常需要的次數10次路徑生成所花費的總時間30分鐘×1人成本（機器人工程師）￥20,000/$2,8CAD路徑自動生產創(chuàng)建新路徑所需的時間（分鐘）3分鐘×進一步完善路徑通常需要的次數10次路徑生成所花費的總時間30分鐘×1人成本（機器人工程師）￥20,000/$2,837=初始設計成本￥62.50/$8.96小時縮短至3—生成路徑的三個步驟113 1偏移量1(mm)20.00最大角度（度）1.00方法(mm)插值設置5正常geP1(mm)20.00最大角度（度）1.00方法(mm)插值設置5正常223輸入波的數量3輸入最大長度以調整點密度——幾秒鐘內自動生成觀看視頻掃描以了解更多信息—數字化賦能的編程g—虛擬現(xiàn)實到物理世界的運動精度運動 動態(tài)模式優(yōu)勢該模擬再現(xiàn)了機器人在3D空間中的全范圍運動

優(yōu)勢該模擬使用系統(tǒng)上所有作用力的物理模型，再現(xiàn)了機器人在3D空間中的全部運動范圍價值捕捉機器人系統(tǒng)的典型運動

價值確保捕捉到機器人系統(tǒng)的所有可能運動，包括邊緣情況99%ABB機器人的數字到物理運動和邏輯精度水平—8個月內的技術回報調試時間更短，參與人員更少工程成本。提高良率，減少零件浪費通過數字化編程，原型制作所需的零部件數量減少，運動精度達到99%。

費用包括：1年的MachiningPowerPac由ABB或ABB授權服務提供商提供三次系統(tǒng)故障支持服務。ABBMPP技術現(xiàn)狀凈節(jié)省生成機器人路徑的總成本3分鐘6小時×標準產品構建中的程序細化輪次10次20次機器人路徑生成所花費的總時間304800涉及的工程人員數量1名機器人工程師1臺機器人+1臺機械×人員成本（機械設計工程師+機器人工程師）￥20,000/$2,837￥40,000/$5,64=初始設計成本￥62.50/$8.9￥20,000/$2,837￥19,937/$2,828輸入的原型零件有外觀缺陷的風險產品原型投入生產線1萬個零件1萬個零件×各部件的單位成本￥50/$7￥50/$7×邊角不均的風險（4個邊角移動時速度/壓力不均勻）5%20%×過渡不順的風險（無法與復雜幾何形狀平滑過渡）4%14%3D）6%17%3D機器人路徑方向=CNC）3%13%3D區(qū)域重疊導致過度拋光/拋）0%14%3D）5%10%=材料浪費美元￥105,008/$14,895￥30737/$43,651￥202728/$28756=浪費的零件數量2,100個零件6,155個零件4,055輸入的工程驗證測試零件10萬個零件10萬個零件×各部件的單位成本￥50/$7￥50/$7×邊角不均的風險（3D路徑投影偏移錯位）1%3%×過渡不順的風險（無法處理復雜的幾何形狀）1%8%×3D表面拋光痕跡的風險（機器人路徑=與CNC標記相同）1%4%×3D表面切割痕跡的風險（去除不均勻）1%3%3D）1%3%=材料浪費美元￥245,050/$34759￥969,636/$13,537￥724,586/$102778=浪費的零件數量4,90119,39314,492總回報總費用￥70,000/$9,929總節(jié)?。?,252/$134,362凈節(jié)?。?77,252/$124,433投資回報1253%根據