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人機協作趨勢續持續看漲 製造現場重視協作機器人安全性模擬

在人機協作趨勢下,生產線上的部署設計也必須從人機互動的方向著手。Elephant Robotics

全球製造業雖然積極追求自動化技術提升生產效率,然在波動劇烈的市場競爭中,隨著少量多樣、彈性生產需求席捲製造業,能夠保持生產彈性的人機協作模式受到市場青睞,而實現人機協作的首要前提則是安全的防護機制,因此對於協作型機器人的部署來說,除了生產線配置之外,也須納入人機互動的考量。

根據科技創投基金Loup Ventures研究報告指出,全球協作型機器人在2018年比例僅約3%,預估2025年可大幅提高到34%,達到44億美元,相當於每3支機器手臂就會有1支用在人機協作上,人機協作的趨勢持續看漲。

而在人機協作趨勢下,製造業者對於機器手臂在產線上的部署,就不再只是單純衡量與週邊自動化的搭配與控制,而必須從人機互動的方向著手。例如不同於傳統工業機器人可在高速作業的環境下透過圍籬區隔,製造業者應確保協作型機器人與人類在同一個空間中不會發生碰撞,或是考量人與機台各自作業速度是否搭配順暢、根據作業範圍的可達區域,人機之間應保留多少安全距離才不會互相干擾等。

現今製造業強調虛實整合,而利用軟體控制的最大優勢就在於彈性,讓所有的變動都從易於改變的軟體上進行調整,連續2年被Gartner納入十大技術趨勢的數位分身(Digital Twins),便是透過事前模擬概念,讓製造業者在實際投入產線建置前,可預先得知生產線配置與製程規畫是否符合預期效益。

以此為概念,數位分身也進而延伸至人機產線的模擬,人機互動作業中,若能有效預測機器人行動路徑及意圖,將能夠提升人機協作的流暢,讓作業員提早準備,減少協作過程中的延遲。

像是近年力推數位分身技術的西門子在其所推出的Tecnomatix軟體中,利用Process Simulation Human可根據產業標準所定義的人體資料庫,依據性別、年齡等資料針對人工任務進行模擬,西門子軟體工業解決方案顧問張志成指出可藉此從模擬過程中找出不良操作,特別針對人員模擬,也可檢視其疲勞度、視野與作業姿勢等。而在人機協作方面,則可用以評估雙方的可視區域,避開盲點,以及作業可達區域等分析。

實現人機協作的首要前提是安全的防護機制,因此市場對於協作型機器人的安全性格外重視,更開始透過搭配相關軟體做預防維護。像是在今年於西班牙舉辦的全球機器人展(GR-EX 2019)展中,持續先前漢諾威工業展聚焦協作型機器人,Solidsafe也展示其協作機器人安全預估軟體,可量測協作型機器人的速度、加速度、電流等,並可以依據需求做選擇,在與人共同工作時可以得知其安全狀況。


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