江蘇省地方標準《錫焊機器人性能規(guī)范及其試驗方法》編制說明目的意義焊接機器人已成為“智能工廠”新主角。根據(jù)伙伴產(chǎn)業(yè)研究院(PAISI)統(tǒng)計數(shù)據(jù)：2017年中國焊接機器人市場規(guī)模已達到98.2億元，同比增長14.7%。2018年市場規(guī)模有望突破113億元。考慮到未來消費類電子和汽車行業(yè)增速平穩(wěn)，預(yù)計焊接機器人市場規(guī)模將保持平穩(wěn)增長，到2020年市場規(guī)模達到146.8億元。在市場銷售方面，2017年中國焊接機器人銷量達到3.02萬臺，同比增長12.3%；預(yù)計到2023年其市場規(guī)模有望突破340億元。錫焊機器人是焊接機器人的重要組成部分，并且擁有點焊、弧焊、激光焊所不具備的優(yōu)勢，表現(xiàn)為焊點小、精度高、焊接效率高、智能化管控。目前，錫焊機器人發(fā)展非常迅速，已廣泛應(yīng)用于5G通訊、3C模組、汽車電子、智能家居等精密電子工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，占整個焊接機器人應(yīng)用30％左右。并且，隨著電子產(chǎn)品不斷向智能化、微型化方向發(fā)展，精密電子行業(yè)對精密焊接設(shè)備的需求越來越高，錫焊機器人的配套機會將會越來越廣泛。然而，目前行業(yè)內(nèi)仍未有面向錫焊機器人的技術(shù)標準。本次制定的《錫焊機器人性能規(guī)范及其試驗方法》，在“送錫料重復(fù)特性、加熱源特性”方面，對錫焊機器人提出了詳細的性能測試條件與試驗方法。其中，錫料重復(fù)性、溫度的重復(fù)性直接關(guān)乎精密電子部件的良率及一致性；對地電阻、對地電壓直接關(guān)乎錫焊機器人在作業(yè)過程中對精密電子部件的防護。對設(shè)備制造商而言，該標準提出了一套完整的產(chǎn)品性能測試與檢測方法，可規(guī)范產(chǎn)品開發(fā)路徑，提升行業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)水平。對設(shè)備使用者而言，一是可以服務(wù)于工藝數(shù)據(jù)測試驗證，為工程驗證分析提供參考依據(jù)，二是可以服務(wù)于生產(chǎn)端數(shù)據(jù)化管控，為生產(chǎn)管控提供依據(jù)。綜上所述，該標準填補錫焊機器人標準行業(yè)空白，是構(gòu)建釬焊機器人標準體系的重要內(nèi)容，符合精密電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展痛點，有較好的經(jīng)濟社會效益。任務(wù)來源為深入貫徹落實《標準化法》，精準實施標準化戰(zhàn)略，進一步健全我省高質(zhì)量發(fā)展標準體系，全省開展了2021年度省地方標準申報立項工作，專家根據(jù)《江蘇省標準監(jiān)督管理辦法》要求，對地方標準申報材料進行立項論證?！跺a焊機器人性能規(guī)范及其試驗方法》經(jīng)蘇市監(jiān)標[2021]68號文件《省市場監(jiān)督管理局關(guān)于下達2021年度第一批江蘇省地方標準項目計劃的通知》批準立項。編制過程1、在申報過程中，我們進行了先期準備工作，針對“錫焊機器人”主要生產(chǎn)企業(yè)及其國內(nèi)市場等綜合情況作了充分的調(diào)研。2、收到立項任務(wù)后，成立了標準制定工作組，工作組由江蘇省機器人與機器人裝備標委會牽頭，常州檢驗檢測標準認證研究院、快克智能裝備股份有限公司等企事業(yè)單位、高等院校組成。主要起草任務(wù)由快克智能裝備股份有限公司承擔，其主要職責(zé)是：負責(zé)標準文本的編寫、修改以及標準的征求意見、標準的報批、組織會議等多項工作。工作組的成員具有廣泛的代表性。3、2021年4月份召開了標準評審會議，會議上大家對討論稿進行了認真、細致的討論。2021年5月份進行了專家意見送審，大家秉承為裝聯(lián)焊接機器人的進步和技術(shù)水平的不斷攀升以及對市場、對用戶認真負責(zé)的態(tài)度，紛紛發(fā)表意見，對工作組討論稿提出了一些修改意見和建議。會后，根據(jù)會議討論結(jié)果，工作組對一些性能規(guī)范做了進一步的試驗和測試，對討論稿進行了修改、完善；2021年12月對《錫焊機器人性能規(guī)范及其試驗方法》標準稿進行了專家征求意見；根據(jù)征求意見結(jié)果，工作組對征求意見再次進了論證，結(jié)合意見對標準稿進行了修改，現(xiàn)已完成《錫焊機器人性能規(guī)范及其試驗方法》標準送審稿，提請審查。4、本標準由快克智能裝備股份有限公司、常州檢驗檢測標準認證研究院、江蘇中科院智能科技應(yīng)用研究院共同負責(zé)起草。主要成員：竇小明、管志鋼、馬炘、姜加偉、王直榮、周雄偉、朱仁忠、秦富科、陳漢峰、石潔、丁申進、劉元。所做工作：管志鋼任起草工作組組長，全面協(xié)調(diào)標準起草工作，竇小明、石潔、陳漢峰負責(zé)標準的具體起草與編寫，對各方面的意見和建議進行歸納、分析處理。姜加偉、周雄偉負責(zé)收集、分析國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)文獻和資料；竇小明、秦富科負責(zé)樣機型號的確定；王直榮、劉元負責(zé)樣機檢測方法的確定；陳漢峰負責(zé)檢測設(shè)備精度、測量范圍等的驗證；石潔負責(zé)樣機檢測及數(shù)據(jù)處理；竇小明結(jié)合實際應(yīng)用經(jīng)驗，標準的技術(shù)內(nèi)容進行資料的查證；管志鋼、丁申進對整體標準內(nèi)容進行語言文字、標準化作了全面審查，對標準中涉及的圖片進行修改、編輯。5、本標準主要征求單位有：江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院智能制造研究所、蘇州大學(xué)相城機器人與智能裝備研究院、東南大學(xué)、浙江大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、南京理工大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、常州大學(xué)、江南大學(xué)、常州機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院、遨博（江蘇）機器人有限公司、常州銘賽機器人科技有限公司、常州錢璟康復(fù)股份股份有限公司、常州金石機器人有限公司、常州固高智能控制技術(shù)有限公司、蘇州綠的諧波傳動科技有限公司、常州智泉測試設(shè)備有限公司、江蘇圖靈智能機器人有限公司、江蘇海宏智能科技有限公司等2家研究所、8所高校、9家機器人研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)。征求單位覆蓋率之廣，共計19家征求單位。其中江蘇地區(qū)的蘇南地區(qū)14家、蘇中地區(qū)1家、蘇北地區(qū)2家，省外2家。主要征詢了朱志昆、魏洪興、駱敏舟、劉露、瞿衛(wèi)新、陳章位、曾珍、王興松、王克鴻、周明、王禹林、張秋菊、沈惠平、蔣慶斌、周斌、曲東升、樊天潤、畢建明、劉明、張雨文、張翔、儲開斌、王勇、張有斌、肖鑫、孫沖、朱文亮、羅海江等28位專家意見。共收到了19家征求單位：江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院智能制造研究所駱敏舟、北京航空航天大學(xué)朱志昆、浙江大學(xué)曾珍、南京理工大學(xué)王禹林、常州機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院周斌、常州固高智能控制科技有限公司劉明、蘇州綠的諧波傳動科技有限公司張雨文、江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院智能制造研究所劉露、江南大學(xué)張秋菊、中國礦業(yè)大學(xué)王勇、江蘇海宏智能科技有限公司朱文亮、蘇州大學(xué)相城機器人與智能裝備研究院瞿衛(wèi)新、常州智泉測試設(shè)備有限公司張翔、常州錢璟康復(fù)股份股份有限公司樊天潤、常州大學(xué)儲開斌沈惠平、江蘇圖靈智能機器人有限公司孫沖、南京理工大學(xué)周明、常州金石機器人有限公司肖鑫張友斌、常州銘賽機器人科技有限公司曲東升等21位專家的40條反饋意見，其中完全采納24條，部分采納4條，不采納12條。標準編制原則和主要內(nèi)容1、標準編制原則1.1、遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定”原則修訂本標準。1.2、本文件修訂嚴格按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。1.3、與國家法規(guī)、法律和有關(guān)標準相一致。1.4、制定依據(jù)本標準根據(jù)國家標準GB/T12642《工業(yè)機器人性能規(guī)范及其試驗方法》規(guī)定的試驗原理和方法及相關(guān)要求制定的。2、標準主要內(nèi)容本文件主要規(guī)定了錫焊機器人的術(shù)語和定義、單位、縮略語與符號、性能試驗條件、送錫料重復(fù)特性、加熱源特性、機器人特性。2.1標準的適用范圍本文件所述的試驗項目主要用于以錫料作為焊料、并安裝加熱源的操作型工業(yè)機器人的性能規(guī)范及其試驗方法。2.2、錫焊機器人基本特性錫錫焊機器人的基本特性有：送錫料重復(fù)特性、加熱源特性、機器人特性，并可實現(xiàn)自由編程。2.2.1、送錫料的重復(fù)特性測試常用的錫料有錫絲與錫膏；錫絲一般采用電機轉(zhuǎn)動帶動錫絲以實現(xiàn)送錫絲的目的，具體操作：分別設(shè)定額定傳送速度的100%、50%、10%，分別在錫絲出口處截取錫絲，用游標卡尺測量截取的錫絲長度(Lt)，記錄有效實測值，用游標卡尺測量長度，長度的差值即為錫絲送錫料的重復(fù)性。錫膏一般采用點膠的形式呈現(xiàn)具體采用了GB/T26799—20117.6.5中的要求實現(xiàn)。2.2.2加熱源特性測試加熱源主要有接觸式與非接觸式兩種形式；過程中的焊盤間距選用的是常用的焊盤間距3mm作為被焊接對象。1）接觸式的測試方法依據(jù)了GB/T7157-20196.3試驗要求執(zhí)行，過程中實現(xiàn)加熱控溫。圖1加熱控溫曲線焊接最佳溫度說明：隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，對焊接技術(shù)的要求也越來越高，而焊接溫度是焊接技術(shù)的重要工藝參數(shù)之一，它不僅對焊接質(zhì)量能夠產(chǎn)生直接的影響，而且還在很大程度上影響勞動生產(chǎn)率，因此需要對焊接技術(shù)中的溫度進行嚴格把控。早年的焊錫是錫鉛合金，如63/37

(錫63%，鉛37%)，熔點為183度。因鉛對環(huán)境的有毒性，ROHS等法規(guī)，具在電子商品中禁用。所以呈現(xiàn)了可代替的無鉛焊錫。一般無鉛錫絲成分為SnAgCu,Sn占比96.5%，Ag占比3%，Cu占比0.5%，熔點為217度。焊接作業(yè)最合適的溫度是在所用焊錫的熔點+50度。烙鐵頭的設(shè)定溫度，因為自動焊接的效率（一般一個焊點約為2S,小于3S），溫度控制器的功率，烙鐵頭頭型的粗細，壽命等分析。在上述溫度的根底上還要添加X度(一般為100)為宜。即為:烙鐵頭溫度=焊錫熔點+50+X

(損耗)。如:有鉛焊錫63/37常用焊接溫度:

183+50+100=333度，一般設(shè)定為330度±10度，無鉛錫焊227+50+100=377度，一般設(shè)定為380度±10度。以深圳富士康某項目為例，產(chǎn)品制程工藝采用無鉛焊接工藝，分別通過焊接溫度330度，350度，380度，410度在焊接1S，2S，3S進行自動焊接驗證，測試結(jié)果如圖（2）所示：圖2測試數(shù)據(jù)在精密焊接中，接觸式錫焊過程對電子原器件有著極其重要的影響，焊頭對對地電阻、對地電壓指標對原器件壽命直呼相關(guān)。接觸式加熱的加熱源對對地電阻、對地電壓有嚴格的定義，指標嚴格依據(jù)ANSI-ESD-S20.20—20218.3.2表3中的要求執(zhí)行。選用的是“對地電壓/電阻綜合測試儀”進行了測試。圖3對地電阻、對地電壓測試非接觸式加熱采用激光加熱的方式進行加熱，能量依據(jù)焊接所需熱量，實時調(diào)整激光器功率進行實時調(diào)整。非接觸式焊接在某些特殊要求的場合能夠?qū)崿F(xiàn)客戶的更高特殊工藝需求。圖4非接觸式加熱加熱過程2.2.3機器人特性的測試機器人特性“GB/T12642—2013”中有相關(guān)的試驗方法，結(jié)合常用的實際需求，2021年10月年依據(jù)工作計劃，選取了快克智能裝備股份有限公司的9484E型錫焊器人進行了相關(guān)測試，試驗過程中的相關(guān)特性符合“GB/T12642—2013”中的相關(guān)標準。檢測過程詳細闡述檢驗內(nèi)容：測試儀器：中圖激光干涉儀運動速度：200mm/s示教編程圖5現(xiàn)場測試過程9484E錫焊機器人，采用的是X/Y/Z同步或相互直線運動的方式實現(xiàn)錫焊過程,測試時X/Y/Z單獨直線運動測試，激光干涉儀實現(xiàn)錫焊機器人的重復(fù)精度與定位精度的精準測量，測量結(jié)束輸出精度測試報告。圖6X軸精度測試圖7Y軸精度測試圖8Z軸精度測試五、與相關(guān)法律法規(guī)和國家標準的關(guān)系1、與國際標準（國外先進標準）的對比分析情況裝聯(lián)錫焊機器人在國際上尚無標準。2、與其它行業(yè)或領(lǐng)域的關(guān)系及跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的協(xié)調(diào)情況。2.1、根據(jù)我國現(xiàn)有行業(yè)標準《JB/T8430-2014機器人分類及型號編制方法》的分類，焊接（所有材料）機器人共分為五大類：（1）弧焊機器人；（2）點焊機器人；（3）激光焊機器人；（4）釬焊機器人；（5）其他焊接機器人。2.2、自2006年開始，弧焊、點焊、激光焊3類機器人已陸續(xù)形成國家標準，分別是：《GB/T20723-2006弧焊機器人通用技術(shù)條件》、《GB/T26799-2011點膠機通用技術(shù)條件》、《GB/T14283-2008點焊機器人通用技術(shù)條件》、《GB/T20722-2006激光加工機器人通用技術(shù)條件》。根據(jù)標準的內(nèi)容而言，《弧焊機器人通用技術(shù)條件》適用于一般氣體保護焊的弧焊機器人。2.3、《點膠機通用技術(shù)條件》適用于各種規(guī)格的點膠機器人，《激光加工機器人通用技術(shù)條件》適用于用激光對材料進行加工的激光加工機器人。但在釬焊機器人領(lǐng)域，目前尚未形成任何國家標準、行業(yè)標準、地方標準。因此，非常有必要制定釬焊機器人相關(guān)標準，填補現(xiàn)有釬焊機器人標準的空白。2.4、錫焊機器人，隸屬于釬焊機器人的范疇，并且是釬焊機器人的重要組成部分。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，當前在錫焊機器人領(lǐng)域沒有形成任何國家標準、行業(yè)標準、地方標準。制定《錫焊機器人性能規(guī)范及其試驗方法》，可以填補錫焊機器人行業(yè)內(nèi)的空白，同時為日后制定釬焊機器人國家標準打下一定的技術(shù)基礎(chǔ)。六、實施推廣建議1、伴隨著國內(nèi)外工業(yè)自動化的發(fā)展，特別是電子信息行業(yè)的發(fā)展，錫焊機器人技術(shù)不斷完善，市場份額不斷擴大；特別是近15年來，錫焊機器人的發(fā)展速度很快。目前全球整個焊接機器人市場總量大概在60-70億美元，并按照每年8.8%的速度增長，而錫焊機器人應(yīng)用占整個焊接機器人應(yīng)用30%左右。2、在國外，日本優(yōu)尼株式會社有限公司（JapanUnix）和日本阿波羅(Apollo)公司在錫焊機器人領(lǐng)域擁有比較先進的技術(shù)及市場知名度。特別