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工業型機器人協作化 成就人機協作安全認證智慧工廠

佳世達人機協作產線通過安全認證。

勞工安全第一,產業智慧升級「人」、「機」協同,台灣首推法規

人、機共同作業的機器人智慧工廠,近年來已成為不可逆的產業智慧化趨勢,並廣泛應用於半導體、面板、印刷電路板、電子組裝、工具機及汽車等產業。因應智慧科技發展趨勢及機器人自動化的智慧製造潮流,行政院積極推動各項產業智慧化升級,其中關於人、機共同作業的趨勢及可能衍生之危害,勞動部於2019年2月14日修正發布「工業用機器人危害預防標準」,增列雇主使用協同作業之機器人時,應符合國家標準CNS 14490系列、國際標準ISO 10218系列或與其同等標準之規定,並於2109年3月27日發布「協同作業機器人作業安全評估要點」,要求在製程中導入「人」與「機器人」協同作業的智慧工廠,實施安全評估,並製作安全評估報告,確保勞工作業安全,以避免發生夾捲、被撞災害。

導入安全防護週邊,實現「人」與「機」協同合作

工業型機器人的導入一直是產業轉型升級為智慧化工廠的元素之一,近年來因應工廠要求坪效,以及在製程中人力的不可取代性,「人」與「機器人」協同作業的智慧工廠需求日增。在工廠製程中導入協作型機器人,或是使用工業型機器人協作化,最重要的就是要採用安全設備來降低風險。針對工業型機器人協作化的需求,市場上有許多不同的週邊設備,這些週邊方案包含感應型技術,例如常見的光閘(Light Curtain) 或是ToF(Time of Flight;飛時測距)感測器,這種技術是透過紅外線的反射時間判斷距離。

不過感應型設備仍然要求機器人需要在一定距離作預防性停止,實際釋放空間有限。另一種設備是透過內建於關節馬達處的力覺感測(Force/Torque)來判斷機器人是否遭遇外力,一旦偵測到受力碰撞,機器人就停止動作。考量關節受力與荷重、重力影響,在反應時間與力精細度上則有其差異。

最佳的解決方案--工業型機器人協作化應用

為了讓機器人在人機協作情境中,能兼具安全和效率,ABB的供應商原見精機(Mechavision Inc.)提供了最佳解決方案—安全皮膚 (Contact Skin)。原見精機(Mechavison Inc.)是由工研院新創獨立的台灣公司,其技術團隊投入近十年的時間致力提供有效的觸覺感測技術解決方案,提升自動化製造應用,並以此技術研發安全防護、人機介面等觸覺應用產品,使現有的工業型機器手臂就地升級具協作應用的能力。

以安全皮膚(Contact Skin)為例,易拆裝的特色可安裝於已購入,並導入產線的工業機器人,立即提供機器手臂人機協作化所需的安全性,使其符合ISO TS15066國際規範,保持產線調度最大的彈性。

全台第一 家取得人機協作安全認證的智慧工廠

近年來積極轉型,創建智慧工廠,以系統技術提升生產效能的電子製造領導廠商佳世達科技,於2016年陸續導入ABB工業機器人,雙方合作打造高度自動化人機協作智慧生產技術,開發Smart Loop系統組裝線,持續推動轉型為「人機協作」、「少量多樣」的智慧工廠。在2019年4月,佳世達智慧製造再進化,以有效區隔、感應減速、碰觸停止三道防護機制,成為全台灣第一家取得人機協作安全認證的高科技製造廠,樹立智慧工廠新標竿。

佳世達以ISO 10218及TS 15066 為基礎,設計三道安全防護機制,第一道利用工作空間配置,手臂在內,人員在外,有效劃分工作區域,人機動作互相搭配,第二道利用光栅感應,人員進入警戒區域自動減緩速度,第三道利用觸覺,人員碰撞加裝安全皮膚的機器手臂則立刻自動停止,讓人機協作安全性大幅提高。

有系統的將廠內已導入的ABB工業機器人,運用公司內部的系統整合能力及技術,結合原見精機的觸覺感測技術:安全皮膚(Contact Skin) 將工業機器人就地協作化。佳世達科技未來除持續提升廠內人機協作比例,並將運用專業知識、產業設計經驗及導入經驗,協助客戶降低導入門檻,在兼顧安全的前提下,協助客戶建置智慧工廠。(本文由ABB台灣工業機器人提供,劉中興整理報導。)

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