機械手臂結合多軸走行軸 協助更多元領域靈活自動化加工

機械手臂結合多軸走行軸 協助更多元領域靈活自動化加工。

機械手臂在自動化取放料及製程中的應用越來越廣泛。而在新的應用中，使用兩軸以上的線性軸搭配機械手臂為另一種趨勢。

在焊接、噴塗等製程中，傳統上使用人力執行；隨著機械手臂在這些領域的發展逐漸成熟，機械手臂大量取代人力；尤其是在汽車業，車體的焊接線上已經幾乎無人化。然而在大型物件如船體及火車座艙等應用，由於空間上的限制，目前大部分依然使用人力。為了克服這個困難，使用兩軸以上的線性軸搭配機械手臂成為新的方案；並且在更多如航太、建築等領域的應用逐步發酵。

在自動化領域中，機器手臂的發展已有一段時間，不過之前多應用於電子或汽車製造等產業。近年來被稱為世界工廠的大陸人力成本逐漸高昂，包括台灣在內的多數製造業者開始導入機器手臂，讓此一產業蓬勃發展。從技術面來看，機器手臂的使用已經非常成熟；在實際應用方面，為提升運作效率，走行軸的應用也越來越廣泛。

目前市面上最廣泛使用的手臂為5軸與6軸手臂，因其有軸數多、旋轉角度大、動作靈活等優點。多軸關節型機器手臂的機體運作雖然靈活，不過由於整組機體的設置仍多固定在地上，運作空間會受限；對此目前市場上的走行軸，可大幅提高手臂的使用彈性。

有別於AGV的靈活性，使用軌道的走行軸用途更著重在附載，速度及精度。在動作精度要求高如焊接，速度及附載要求如上下料等，軌道都優於AGV並且被廣泛的使用。

工業型機械手搭配的走行軸非常依賴於軌道的剛性，由於關節手臂的動作為翻轉為主，其產生的扭矩需要依靠軌道支撐。

目前搭配移載模組的機器手臂，主要應用於上下料、焊接等，也有台灣廠商將之導入在金屬澆鑄製程。透過穩定的走行軸移動機器手臂，將融化後的液態金屬倒注在模具中；未來也會應用到其他領域。

而隨著兩軸以上的走行軸導入，歐美已經在在造船、航太及建築等領域使用，越來越多的大型物件製程如焊接、噴塗、拋光等，已經逐步轉為機械手臂。在這些領域台灣仍有相當大的成長空間。

瑞士Güdel為線性軸的先驅，在全世界有大量的案例，除了汽車業的應用外，在航太及火車等領域都有許多合作案。2018年為蘇黎世聯邦理工學院規劃了一套倒掛式三軸走行軸供機械手用於建築木工領域。未來將在更多領域有其他應用。

Güdel的軌道為其產品特色之一，使用方形軌道搭配滾輪。除了速度跟剛性的優異表現外，極佳的耐候性更使Güdel的走行軸更適用於焊接、噴塗等汙染較高的環境。而其自製的齒輪齒排減速機以及模組化的走行軸更讓產品擁有極高的性能及可靠度。(本文由廣生科技提供，DIGITIMES劉中興整理報導)