今天的印刷电路板装配线是高度自动化的。装板、粘贴印刷、取放、回流、测试和检验——每一道工序都由一台标准机器完成，装配商有许多品牌可供选择。
但是，当新组装板集成到最终产品中时，自动化的热情通常会耗尽。这是为什么？
旧金山自动化初创企业Bright Machines Inc.的产品营销总监史蒂夫·多布拉塞维奇(Stevan Dobrasevic)认为他知道原因。他认为，自动化后端流程的传统策略是硬件优先的方法。设备通常是定制的，价格昂贵，从设计阶段到工厂验收测试，可能需要12个月或更长时间来实施。
他认为，这种方法，与当今的短产品生命周期，消费者对自定义需求以及更快速的投资回报（ROI）的需求不相容。
“让我们假设它耗费500,000美元，以便在一条线结束时自动化三个手动组装站，”他说。“如果这三个站的自动化节省了120,000美元的劳动力成本，则投资回收时间超过四年。对于大多数企业来说，三年超过三年的事情太长了。“
因此，制造商一直坚持用人工来完成后端组装任务。但是，虽然手工劳动肯定是灵活的，但它不一定是可伸缩的、可靠的或一致的。“体力劳动会给你的过程带来不可预测性，”Dobrasevic说。
现在，Bright Machines开发了一种替代手工劳动和传统自动化的方法:软件驱动的“微型工厂”，设计得灵活、模块化和可扩展。“传统的自动化采用硬件优先的方法，而我们采用软件优先的方法。我们用软件设置模块，用软件配置模块，用软件运行模块，用软件分析和优化模块的性能。”
通过将一个或多个亮度机器人电池（BRC）组合形成自动装配线来创建微胶质。有两个电池尺寸可用，BRC70和BRC35，它们可以在同一线上一起使用。每个BRC都有一个标准配置，包括底盘，电气柜，机器人，电源和触摸屏显示。
BRC70的内部体积为70立方英尺，可容纳最大托盘尺寸为700 × 560毫米。它配备了Fanuc LR Mate 200iD/7L六轴机器人，最大有效载荷为7公斤。BRC35的内部体积为35立方英尺，可容纳最大托盘尺寸为700 × 450毫米。配备Nachi EZ03四轴SCARA机器人，最大有效载荷为3公斤。任何细胞都可以容纳一个组件，高达250毫米，重达15公斤(包括托盘)。
细胞与来自外部供应商的振动馈送器碗和其他部件兼容。此外，明亮的机器已经开发出标准化的托盘供纸器，托盘进给器600，托盘进给器600整齐地拟合到BRC70的后侧。进料器可以容纳25个托盘。每个托盘最多可容纳6公斤的部件，并且托盘可以在大约6秒钟内换出。
每个单元都有一个嵌入的传送带，将托盘从一个单元传送到另一个单元。回程输送机将托盘带回到生产线的起点。电梯在嵌入式输送机和回程输送机之间垂直运输托盘。延伸传送带可以放置在需要容纳手动工作站或不需要电池的自动化工作站的线路上。
机器人末端执行器可用于各种组装任务，如将板放入外壳、插入支架、组装散热器、插入通孔组件和将组件放入包装。
设备还可用于:
- 安装螺纹紧固件、夹和垫圈。
- 焊接、焊接和热打桩。
- 分配粘合剂，密封剂，油脂和热膏。
- 压装组件，如安装轴承、连接器或DIMM卡。
- 印刷和粘贴标签。
- 激光雕刻。
机器视觉可以集成为检验，分类，条形码扫描，光学字符识别和机器人引导等任务。可以集成测试设备，用于电源测试，显示测试和RF验证。
任何自动化组件，无论是由Bright Machines设计的还是来自第三方的，都可以使用一个开放框架设备向导快速添加到单元中，在系统的控制软件Brightware中为其设置驱动程序。而且，当需要减少生产的时候，这些组件可以重新用于生产下一个产品。
“软件驱动的自动化意味着所有这些硬件模块都预先集成到软件中，”Dobrasevic说。“一切都是即插即用的。
“在软件中，您可以快速创建特定产品的生产‘食谱’。例如，您可以编程一个输送机来定位托盘安装螺丝。这些食谱是通过图形方式配置的，所以它们不需要大量编程。”
Dobrasevic说，采用软件优先的方法，工程师可以在3到6个月内安装并运行一个系统。
证明自动化
为了了解这是如何发生的，考虑一个假设的场景，在这个场景中，一家公司需要组装两种产品:a和b。每个产品都有两年的生命周期。
产品A由一个塑料外壳、一个塑料盖、一块电路板和五个螺丝组成。组装过程包括以下步骤:将外壳放置在栈板上。将电路板插入外壳。将盖子放在外壳上。用五个螺丝固定盖子。最后，对成品进行功能测试。
产品B是相似的，但部件的尺寸和形状不同，它需要六个螺丝而不是五个。另外，在组装之前将密封剂的珠子施加到盖子上，而不是功能性测试，则将成品置于托盘中。
产品A的装配线由四个细胞组成。在线的前面，盒具站的工人将零件放在托盘上。然后托盘进入第一电池，其中插入电路板。接下来，托盘移动到第二电池，其中盖板被置于盖子上。在第三个电池处，安装螺钉。并且，在第四个电池处，机器人将成品组件进出功能测试仪器。在该线末端，托盘通过电梯转移到回流输送机，这将其带回线的前部。
要更换为组装产品B，除了测试单元之外，一切都被重复使用，这些测试单元被移除并用分配电池替换。
“随着软件驱动的自动化，所涉及的工作很小，”Dobrasevic说。“在硬件方面，我们必须为产品B安装分配模块B.我们需要将夹持器和托盘上的夹具更换，我们需要调节螺丝刀。在软件方面，我们必须重新制作产品B的配方，但我们可以利用产品A的配方，因为它类似。
“在调度方面，交付新硬件组件可能需要一到两个月，但安装新硬件的实际工作可能需要五天，并重新编程也可能需要五天。”
应用实例
Bright Machines的微型工厂已经被用于组装智能电表、网络设备、建筑安全系统、电池模块、汽车控制单元、医疗设备，甚至咖啡机。
最近，一家无绳工具制造商开始使用Microfactory来组装电动产品的无刷直流电机的控制单元。控制单元在塑料框架内部简单 - 一个电路板 - 但它在多个变体中产生，具体取决于工具。
组装单位是两步过程：
- 在纸板背面涂上密封胶。
- 把木板焊接到框架上。
制造商要求四名员工以每小时437个单位的速度执行这两个步骤。按照这个速度，该公司一年可以生产170万个电动工具。Dobrasevic说:“不错，但到2025年，市场预计销售额将超过380亿美元，这还不够大。”
公司需要自动化。明亮的机器提供了一种由四个机器人细胞组成的微焦点。在第一电池处，机器人从散装馈线拾取框架，并将其装入托盘上。在第二个电池处，机器人从托盘拾取板，将其放在托盘上，并省略密封剂。在第三个电池处，电路板焊接到框架上。在第四，机器人将成品组件装载到托盘中。空托盘转移到线的开始。
“这是一个完全自动化的线路，”Dobrasevic说。“偶尔需要操作员以补充框架并用电路板或成品组件改变托盘馈送器。”
有了Microfactory，制造商每小时生产510台，相当于增加了17%的产量。节省的成本也相当可观。在一次换班中，Microfactory生产控制单元的成本为每组0.16美元，相比之下，手动操作每组0.18美元，节约了11%。
每个班次都变得更好。在双班操作中，每单位的成本下降到每一个装配0.08美元。并且，在三班操作中，它每一个装配下降到0.05美元。“最终，您可以使用自动化获得每单位成本72％的成本，”Dobrasevic说。
自动化作为服务
除了独特的技术外，明亮的机器还为制造商提供独特的商业模式：自动化作为服务。制造商而不是购买具有大型资本投资的大量资金投资，而不是购买微忏悔，而且可以租用设备，因为它是一种服务而不是机械。
Dobrasevic解释说:“许多制造商都想要自动化带来的好处，但他们的资本预算已经被削减或冻结。“自动化即服务模式避免了大量前期成本的问题。相反，你是边走边付。第一次付款在生产开始后才会发生。这让你可以使用运营预算，而不是资本支出预算。”
还有其他的好处。Dobrasevic说:“金融风险更小，灵活性更强。”“你可以根据容量需求的变化进行放大或缩小。还有运行时间保险。使用自动化作为服务，您实际上购买了正常运行时间，因此您拥有可预测的输出。您还可以更快地启动和运行，因为购买是流线型的，合同也更简单。而且，你可以保证在车间里总是有最新的硬件和软件。你的生产线就不会过时了。”
