製造業調查
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傳統工業機器人紛朝協作化發展 機器手臂泛用、高彈性將成重點

傳統工業機器人大廠也嘗試投入協作機器人的研發與製造。李建樑

自動化需求升溫無疑為機器人市場再添助力。其中,協作型機器人近年更是大出鋒頭,除了UR、達明等市場新秀,傳統工業機器人大廠也嘗試投入協作機器人的研發與製造。而身為工業機器人大國的日本也不缺席,包括發展較早的發那科、安川電機外,三菱電機、愛普生(Epson)等則是在近一、兩年陸續投入協作機器人市場。

去年初投入協作型機器人事業的三菱電機,於今年5月出資於2016年美國波士頓成立的新創企業Realtime Robotics,其擅長機器人運動規劃的專用處理器與軟體,可即時辨識周遭環境並加以因應。在三菱電機即將推出的協作型機器人中,就把原有工業機器人技術搭配Realtime Robotics的運動規劃技術,讓新的協作機器人除了可察覺障礙物並加以迴避之外,還能在不中斷的情況下順利繼續工作。

而愛普生的策略則是希望結合協作型機器人與傳統工業機器人兩大陣營的優勢。台灣愛普生機械手臂事業部總經理王亮國表示,協作型機器人的優勢在於安全與易操作性,而傳統工業機器人則是強調速度與精度,但對於業界而言,最好的解決方案不應該是協作型或工業型二擇一的選擇題,而是要能兼顧兩大陣營的優勢才是市場需求所在。

因此愛普生未來可能走向以工業機器人為核心,但以落實工業機器人協同化為目標,讓工業型機器人不只具備速度與精度優勢,亦透過如感測技術融入協作型機器人擁有的簡單與安全特質。舉例來說,協作型機器人雖可直覺地透過手動拖曳式教導,但其精度受限,因此愛普生透過力覺感測讓機器手臂精確感應手指末端的微小力量,藉此驅動手臂移動。

此外,王亮國也指出,一般有少量多樣需求的製造業者對於部署自動化相當頭痛,主要是因為業者沒有經濟規模,不管生產一個產品還是數萬個產品,都還是需要針對料件固定擺放,設計如夾治具的專用機構,而這對業者本身一定會造成固定成本支出。因此未來訴求彈性生產,生產設備與機具一定要儘可能朝向彈性多功能發展,以泛用型取代專用型設計。

舉例來說,現有機器手臂與生產線配合的運作方式是利用夾治具針對工件進行固定與定位,不過此方式一來彈性不足,由於所有生產流程都已設定好,要換線必須大費周章重新設定,其次是需要治具成本,過去大量生產下製程換線的頻率不高、產品樣式少,治具可被大量重複使用,均攤下來成本也不高。

但現在的生產模式訴求少量多樣或多量多樣的彈性生產,在此情況下,換線和夾治具的問題就被凸顯出來,除了硬體成本外,換線所耗費的人力與時間又是另一項成本。因此為解決此問題,機器手臂與3D視覺兩種技術的整合也衍生新的市場需求。可減少夾治具的使用。

對於機械手臂來說,整合3D視覺的優勢在於可協助其達到自適應。透過視覺比對辨識物件方位,即便來料散置,機器手臂也能自行調整夾取位置,可減少治具使用,其成本效益尤其在少量多樣的自動化生產上更具優勢。而對於製造業者來說,越是彈性的生產設備越是不需特別針對工件設計專用機構,若機械手臂可減少治具的需求,則相當具有吸引力。

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