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良率≥99.8%!具身智能如何重塑消费电子FPC组装产线效率?|工博会前瞻

2025/9/18     浏览次数:    

eBots专注精密制造柔性装配,引领工业具身智能机器人解决方案创新!

上期介绍了柔性连接器(FPC)需求激增驱动下应用端自动化市场挑战与机遇,本期聚焦FPC在消费电子组装细分应用场景,分享展示eBots交付全球电子代工领域(EMS)最大服务商的具身智能解决方案。

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FPC市场概述

FPC凭借其可弯曲、轻薄、高配线密度的特点,已成为智能手机、可穿戴设备(AR/VR、智能手表)、新能源汽车等领域的核心组件。

市场规模:全球FPC市场规模预计将从2019年的138亿美元增长至2025年的287亿美元,年复合增长率(CAGR)约13%。其中,智能手机是FPC下游第一大应用领域,一部智能手机大约需要10-15片FPC。可穿戴设备(如TWS耳机、VR/AR设备、智能手表)和新能源汽车的快速发展,也显著拉动了FPC的需求。

单设备用量增加:以iPhone为例,其FPC用量已从iPhone 5s的13片增加到iPhone 12的约30片。折叠屏手机的FPC用量甚至是普通手机的5-10倍。

柔性连接器FPC市场预测

FPC组装的主要工艺难点

FPC的“柔性”特质,如其柔软易变形、对位精度要求高等,给组装带来了诸多挑战。

FPC

图:FPC,来源网络

  • 材料兼容性与形变控制FPC基材(如PI)与硬板(如FR4)的热膨胀系数(CTE)不同,层压时易产生应力,导致分层、翘曲。FPC本身柔软易变形(来料公差可能达±0.3mm甚至±1mm),在贴装过程中易发生形变,导致元件贴装偏移。
  • 精密对位要求高FPC连接器pin脚间距微小(可至0.3-0.5mm),插拔对位精度要求极高(需控制在±20μm以内)。
  • 自动化装配难度高尽管整线自动化率提升,但FPC装配环节因来料姿态不一、精度要求高等原因,仍高度依赖人工操作,成为产线瓶颈。对熟练工人依赖度高,但人工操作存在效率波动(45-75秒/操作)、失误率(约1.2%)且易受疲劳影响,导致整线节拍失衡,产能损失可达20-25%。
  • 检测效率与可靠性挑战人工检测效率低,难以满足大批量生产需求,且易出现漏检。汽车电子等应用领域对FPC的可靠性要求极高(如需通过AEC-Q100标准),需在恶劣环境下稳定工作,对工艺提出了更严苛的考验

项目方案介绍

客户手机/Pad组装产线中,FPC(柔性电路板)与转接PCBA测试板的扣合作业长期以来依赖人工操作。该工序属高精度装配任务,对操作一致性、力度控制和视觉定位有极高要求。

消费电子领域人工FPC组装

核心痛点:

  • 人工作业良率低且不稳定:当前良率仅约95%,因员工疲劳度、手法差异导致扣合质量波动。
  • 人力成本与效率问题:重复性精密作业劳动强度大,人力成本高,且生产效率受限。
  • 耗材损耗严重:因人工操作力度和角度不一致,转接PCBA测试板耗材使用寿命缩短。
  • 柔性物料适配难度大:FPC来料存在上翘、偏移等姿态差异,传统刚性自动化无法稳定处理。

eBots 技术方案

eBots提出并落地了一套以 “3D视觉 + AI算法 + 双6轴机械臂” 为核心的具身智能柔性装配系统,成功应用于客户工厂iPad产线,实现了FPC插拔全自动作业。

系统组成:

  • 高精度3D视觉系统:实时捕捉FPC及连接器位姿,适应多种来料状态。
  • AI识别与决策模型:深度学习算法动态识别公/母端特征,自动规划机器人运动轨迹。
  • 双6轴仿人工业机械臂:工业双臂仿人作业,具备感知与自适应柔顺插拔能力。
  • AI闭环控制系统:实现视觉-机器人-AI控制实时联动,确保装配过程精准可靠。

eBots 技术领先性与优势

技术维度

传统方案

eBots方案

优势体现

视觉系统

2D、3D视觉,依赖光照,无法处理高度差异

3D视觉 + AI模型,抗干扰强,可识别空间姿态

适应FPC多种来料状态(上翘、偏斜等)

控制精度

纯位置控制,易卡顿、损伤FPC

视觉-柔性执行器融合,柔顺插拔

装配精度达20μm,良率≥99.8%

适应性

换型需重新调试,柔性差

AI自适应学习,支持小批量多品种快速切换

30min完成换线,减少调试时间,提升产线柔性

可靠性

故障率高,稳定性依赖环境

高可靠性设计,7×24小时连续稳定运行

耗材寿命提升,综合成本下降

人机协作

隔离作业,无法人机协同

具身智能标准工作台设计,可与人协同,安全可靠

提升整体效率

客户价值

  • 良率提升:操作精度0.02mm,良率从95%提升至99.8%以上,质量稳定性显著增强。
  • 机器替人:单台可替代4人/天,ROI≤1.5年;
  • 效率提升:实现无人化作业,单站节省人力,生产节拍稳定可控。
  • 耗材节约:规范作业手法,延长转接PCBA测试板使用寿命。
  • 可复制性强:该方案已通过POC验证,具备向其他FPC装配场景推广的能力。

eBots通过 “3D视觉 + AI + 双机械臂 ” 的技术整合,实现了对柔性FPC精密插拔作业的智能替代,解决了传统人工作业和刚性自动化无法克服的难题。该方案不仅具备高精度、高柔性、高可靠性的特点,更代表了消费电子制造中 “具身智能” 落地的先进方向,为行业自动化升级提供了可复用的标杆案例。

关于eBots

2017年易博智机器人(eBots.Inc)在美国硅谷诞生,是工业具身智能领域的创新者。

公司立足中美两地研发制造,专注于攻克精密制造领域柔性组装自动化难题,核心产品eBots-IDO双臂具身智能机器人深度融合3D视觉、AI模型与仿人机械臂技术,实现±20μm精度装配30分钟快速换型8小时高效部署。产品已经在消费电子、汽车电子等行业头部企业验证并交付。

我们承诺:提供全周期技术支持与客户培训,确保长期价值交付!

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