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PMC發展智慧機器人技術 催生智動化生產線

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精密機械研究發展中心處長蕭仁忠。

在2011年,媒體將中台灣喻為「影響全世界的60公里」之黃金縱谷,當時精密機械產業至為風光,邁向兆元產業僅差臨門一腳;無奈爾後3年,產值大減26%,距離兆元產值目標愈來愈遠,被媒體形容為「褪色的黃金60公里」。為了挽回機械產業失去的榮光,政府積極推動「智慧機械產業推動方案」,幫助業者從精密機械升級為智慧機械,創造下一波成長新動能。

精密機械研究發展中心(PMC)機器人智動化發展處處長蕭仁忠指出,精密機械強調的是機器本身所擁有的精準度,智慧機械則訴求機器具有智慧,有能力根據週遭環境改變而做出對應判斷;具體來說,精密機械擁有強壯身體,跑得又快又精準,但頭腦並不靈活,視力也不太靈光,然而在加入智慧模組後,精密機械搖身變為智慧機械,大腦、視覺功能即獲得強化。惟智慧機械範疇,並不限於大家普遍認知的工具機,包括機器人、產業機械,也都需要邁向智慧化。

展望今後,在基於工業4.0與物聯網應用的未來工廠之下,所有事物都將彼此交握、自我覺知,例如設備在自知即將發生故障時,便對外釋出相關訊息,以便企業及早因應,把對於產線的衝擊降至最低。

蕭仁忠強調,基於上述邏輯,智慧機器人對於智慧工廠的重要性,甚至比智慧工具機、智慧產業機械還來得高,因為假使某工廠擁有10台設備、1支負責搬運的機器手臂,若其中1台設備壞掉,僅影響1/10產能,惟一旦機器手臂壞掉,10台設備將同步喪失作業能力,影響的是100%的產能。

截至目前,工業機器人最大宗的應用場域在於汽車產業,主要負責噴漆、焊接等工作,接著才是電子、金屬加工等產業。對於台灣而言,想要切入已經成熟的汽車產業機器人應用,其實並不容易,反觀3C、電子產業機器人所需之輕量組裝或移載功能,便是台灣的主戰場,故如何好好練兵打進國際賽,將是今後最重要的課題。

智慧機器關鍵技術  首重CPS與控制器

蕭仁忠說,論及智慧機器人的關鍵技術,包括幾個重要項目,首先是網宇實體系統CPS,乃是讓機器人擁更有更多自我認知、智慧加值功能的關鍵所在,它涵蓋了Physical端工業4.0高彈性生產單元,Cyber端智能化維護系統(預測性檢修)、設備健康特徵分析技術、虛實模擬製程生產管理技術,及Decision端經由雲端大數據所構築的智慧決策系統。

其次是控制器。機器人控制器與機器人模擬器之間的界線,將隨著軟體控制技術的發展而趨於模糊,將同樣的軟體控制器接上機器人機體,即為實體機器人控制器(Physics),接上虛擬系統,即為虛擬機器人(Cyber Agent),藉以組成虛實合一生產系統。

其餘關鍵技術,包括了機器人聯網技術,重點在於藉由各廠程式轉譯器,將獲取的數據資料轉為統一格式,以解析機器人健康相關參數並建立機聯網介面程式,此外還有非接觸電力/訊號傳輸技術,透過具備運算處理能力的端效器,實現線上的即時更換。

PMC已參與幾個智慧機器人案例,包含藉助SkyMars機器人聯網系統的監控/預診功能,打造iPhone拆卸組裝機器人產線;以及透過SkyMars為基底,發展出兼具上下料、刀具長度檢測、加工程式分派、隨時更換刀具等全方位功能之彈性混線金屬加工4.0產線。