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具彈性、安全、高效益 協作機器手臂成重點設備

達明機器人營運長黃識忠表示,協作機器手臂將持續廣泛導入製造業,布局智慧工廠創造更高價值

機器手臂向來是多數人對自動化工廠的第一印象,在智慧製造時代,此技術仍將扮演重要角色,而除了既有的SCARA、Delta、關節式等機械手臂外,近年來市場上出現另一種更安全、操作更具彈性、更簡單的協作機器人,在2021年3月的大肚山產業創新論壇中,達明機器人營運長黃識忠就以「工業用機器人的發展與影響」為題,為現場來賓剖析此技術。

黃識忠首先指出,機器手臂現在已成為衡量國家工業程度的指標之一,根據國際機器人聯合會(IFR)統計,目前全球機器手臂密度最高的國家是新加坡,該國在2019年,每1萬名員工配有918台機器手臂。主要應用產業為客戶是電子業(75%),其次是南韓每1萬名員工配有868台機器手臂,台灣則名列第八,上述每萬名員工與機器手臂比為234。

由上述數字可以看出,機器手臂在現代化工廠的應用比例已逐漸攀升,其中而在應用比例方面,又以關節型機器人居多。不過黃識忠表示,在安全起見下,多數業者都會在製造現場圍起柵欄,避免誤傷人員,事實上關節型機械手臂之前也傳出數起工安事件。會有此狀況,主要原因在於工業型機器手臂的體積與力量偏大,而且機體本身並未設置視覺、力度等感測器,無法判別週邊環境狀態。除了笨重與危險外,此類機器手臂的另一個缺點是設定困難,需要先行撰寫專業繁複的程式,手臂才能按照路徑順利完成動作,對要求高彈性的智慧產線而言,並非最理想選擇。

為解決此問題,近年來協作機器手臂開始出現在製造現場。根據維基百科的定義,協作機器人是可在同一空間,與人或其他機器手臂緊鄰互動的機器手臂。在此定義下,關節型機器手臂與協作機器手臂會出現幾大差異,前者是盲目無法辨識環境、危險、缺乏彈性、設定困難,協作機器手臂則可輕鬆整合各種感測器,在偵測週邊環境狀態後做出對應的安全動作,另外其動作設定容易,也使此類型機器手臂的應用彈性高,可以針對產線需求,快速變更動作,達明機器人就善用這些特色,打造出全球第一個內建視覺協作機器人。

黃識忠進一步介紹,此款機器手臂的特色是腦、眼、手協調,在大腦方面,此機器手臂有達明設計的創新式人機介面TMflow,擁有直覺式編輯軟體、全圖像式流程,讓使用者的操作更見簡易;眼部方面內建可辨識偵測條碼、辨識物體顏色與形狀,可作為AOI光學檢測的智慧視覺;至於手臂則訴求可靈活彈性部署、手動式引導教學、高安全性的協同合作機器手臂,透過此一靈敏、彈性、精度與智慧俱佳的自動化設備,製造業可以設計出高效能產線,提升生產效能。

目前達明機器人的這款協作機器手臂已被應用於各種領域,在汽車產業中有業者將之與AI結合,設計出智慧檢測平台,除了簡單的輪胎膠膜、LOGO標誌檢查外,也被應用於難度較高的飾板形狀檢測,在導入應用後,其良率可高達99.5。除了製造業外,也有業者利用此機器人的簡易設定與視覺功能,將之應用於餐飲業上,例如日本業者就用來製作章魚燒,在減少人力的同時,也成為行銷賣點。

隨著智慧化趨勢的逐步成真,機器手臂已然成為製造業的必然趨勢,黃識忠指出未來機器手臂的發展將出現幾大重點,首先是機器手臂必須學習新技能,結合視覺和其他感測系統的AI軟體,讓編寫程式及操作更容易;其次是機器手臂在智慧工廠的應用為更多,其中汽車產業將率先使用智慧機器手臂解決方案,未來路上的自動駕駛車輛或自動移動機器人(AMR),都將強調人機協作;第三是除了製造現場外,機器手臂也將應用於餐飲、醫療…等產業;第四是藉由機器手臂打造低碳在地化供應鏈,高效能機器手臂可讓生產能耗與良率最佳化,減少能源與資源耗損,同時提升在地生產能力,讓產品可以就近製造,降低運輸成本。

在上述趨勢下,協作機器手臂將成為製造業布局智慧工廠的重點設備,黃識中引用根據美國市場研究報告指出,2025年協作機器人市值將成長到目前的1.5倍,總市值高達90億美元,他建議台灣製造業者可密集觀察此市場,適時導入應用,為自身產線創造更高價值。

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