｜3C產業的產業機器人應用

摘要：本文討論產業機器人在3C產業的應用。文中剖析3C產業的產業特性，延伸出對自動化特殊需求。進而討論新一代輕巧智慧型機器人，有那些技術特性，如何展現出其高彈性能力及如何用在3C產業。最後討論輕巧智慧型機器人在3C產業能產生那些效益，及未來有那些可能發展。

Abstract: This is a paper to discuss the application of industrial robot in 3C industry。We analyze the feature of 3C industry in this paper。Due to these features ,a special automation function is necessary。 And then, a new generation robot－light-intelligent robot will been discussed。 What technology feature the light-intelligent robot have？ How to show its high flexibility capability？How these capabilities apply to 3C industry？ At last, the benefit made by the application of light-intelligent robot to 3C industry and the new development in the future will be discussed。

關鍵詞：產業機器人、3C產業、自動化

Keywords：Industrial Robot, 3C Industry, Automation

前言
產業機器人（Robot）是自動化系統中的一項利器，但不是一項新技術。早在三十年前，歐、美、日等各工業先進國，就已投入產業機器人的研發與應用。許多焊接、搬運、噴漆用的Robot，正在各地生產線上服役。而在七○年代，工研院亦在政府支持下，陸續發展出八型的產業機器人。

開發機器人主要是希望能減低人工成本，尤其在一些所謂3K的惡劣工作環境下，取代人工作業。而在七○年代末，中國大陸的開放政策，大量廉價勞工，吸引世界製造業，紛紛赴中國大陸設廠。中國大陸成為世界工廠，自動化需求也沉寂約二十年。

然而近二年來，中國大陸人工成本快速成長，相反的Robot的成本愈來愈低，而性能卻愈來愈高，於是以自動化Robot取代人工的構想，又被老闆們提出及評估。在自動化市埸需求增大的拉力及自動化供給面美而廉之推力下，自動化及產業機器人的推展應用又受到重視。

3C產業的剖析

3C產業特性

過去Robot的應用大都在機械業，尤其汽車產業，更是Robot的大宗客戶。而3C產業，則是近十年來具高產值的新興產業，去年3C ODM/EMS產業全球產值約台幣9兆8000億。尤其台灣的3C產業，更是在世界上有舉足輕重的角色，與微軟（MicroSoft）、英特爾（Intel）及台灣（Taiwan），號稱3C的M.I.T.。而EMS產業，也是一個十分耗人力的一個產業。因此3C產業的自動化，是一個值得開發市埸。

何謂3C？3C是指通訊產品（Communication）、電腦產品（Computer）、消費類電子產品（Consumer），小至隨身碟、數位相機、智慧型手機，大至46”液晶電視都是3C產品。3C產品已與我們生活息息相關。

3C產品有下列特性，而這些特性影響自動化型態：

產品生命週期短

3C產品種類多、變化快，尤其手機類往往生命週期不到半年。因此是很典型的多樣少量的生產型態。而因品牌多、品類多，產品上市時程（Time to Market）是競爭關鍵因業。因此彈性是3C產業生產線的最高指導原則。任何自動化系統，不符此原則，便不會被生產線主管所接受。

產品大都輕簿短小

許多3C產品為隨身攜帶，或具外型品味炫耀功能。因此外型多輕簿短小，且具時尚流線型。也因此內部各式零組件，更是微小，而有些電子零件及各式接線具撓性。因此處理此類物件之自動化設備，不需孔武有力，但需具動作上的靈巧性及某些人類具有對外界的感知能力。

產品品質要求高

3C產品多為複合功能，內部由許多不同功能零件所組成。任一組件失效或不符規格，便造成昂貴癈品。因此3C產品在生產線上，便需經過許多不同功能線上檢測，且多為全檢。而因重視產品外觀，因此除了功能檢測外，亦多需作外觀暇疵檢測。這些檢測工作耗去了很多人力，而人工檢測之疏忽，亦是很多漏網之魚的不良品產生原因。

3C產品製程

分析整個3C產品之製程，如同其他產業一般，由上游的原材開始，中游的零組件，至下游的成品。上中游多為標準品，規格有限，屬多量少樣型生產，因此自動化程度己高。而相對的在下游的最終產品，為符合消費大眾多樣性品味及需求，因此為多樣少量、客製化生產，因此對彈性要求大。彈性是傳統上僵固自動化系統所欠缺的。且對3C產品生產所需的靈巧性，亦是傳統上能力拔山兮的大傢伙所不能。因此在下游成品端，仍是以人工作業為主。這也是我們看到的，許多EMS業者，動輒數以萬計的勞動大軍所在。而亦是新的輕巧智慧型Robot可一展雄才的藍海。

3C組裝最耗人力有二大製程：一是印刷電路板（PCB）插件，另一是最終成品組裝。印刷電路板（PCB）插件是一個重要組裝工程。數十至數百顆電子元件，要準確插入PCB孔位中（見圖1）。雖然有一部份可用自動化設備，如自動插件機（AI）、表面黏著機（SMT），但某些大型電子零件，不適合傳統自動化設備。某些因數量不大，自動化效益不合算，因此仍以人工插件方式執行。以具備平面上之點對點（point-to-point）加工控制之Robot自動化設備，應可取代大部分人工插件工作。只是要Robot速度要快，且需解決Robot上夾持工件的夾爪及電子零件供料方式。此一製程，是輕巧智慧型Robot可以發揮的地方。

由PCB插件往下走，便是3C後端的成品的製程，多為組裝作業，亦是最耗人工的一段。小小空間內要擠進多項零組件。以手機為例，除了機殼外，有電路板、喇叭、按鍵板、振動馬建、攝影系統、GPS定位系統、天線、顯示面板、電池等（見圖2）。繁雜的微小零組件在狹小空間內組裝，其中又有許多是撓性材料，在自動化應用，是較難處理項目。因此此一段組裝工作，需利用人類靈巧的雙手及快速判斷的感知能力，才可勝任，傳統Robot較欠缺此一方面能力。