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視覺與觸覺引導機器人再進化 製造業透過快速編程迎戰彈性製造

觸覺技術引導機器人再進化,加快編程作業以符合彈性生產挑戰。原見精機提供

當前生產模式訴求彈性、客製化,相對使得製造商需要比過往頻繁更換產線內容,對於業者來說,時間就是金錢,而這個需求也成為2019年台北國際自動化工業展上各家工業機器人所關注的焦點,不僅機器人製造商,包含許多軟硬體解決方案廠商也不約而同正朝同一個目標前進,也就是設法如何讓機器人更快速編程,以提高產線的彈性部署。

當前導入視覺感測已成為機器手臂廠商的標準配備,3D感測受惠智慧型手機風潮而受到消費市場關注,但在工業領域,目前產業應用最大的進展,則是透過3D視覺的整合生成機器人的加工路徑,利用3D視覺建立點雲圖,在其透計算物體相對位置與外觀形體後透過演算法自動生成加工路徑,特別是針對加工物件形體多為不規則、多曲面設計的製鞋或水五金加工來說,可以大幅機器手臂編程的效率。

機器人研磨路徑教導 從14天縮短到1天

台灣業者如工研院便將此技術以線上編程的方式導入衛浴設備大廠和成欣業的研磨拋光生產線中,相較過去採用人工教導研磨路徑平均一次調機就要花上14天,現在只要1小時便能完成。專注於3D感測解決方案開發的立普思,2019年就在自動化展上整合FANUC機器手臂,展示3D視覺結合AI演算法完成主要應用於製鞋黏合製程中的自動化噴射電漿程序,除了更安全環保也縮短機器手臂的作業時間,而同樣的演算法也被應用於控制Epson機器手臂完成車輛大燈底座的噴膠動作。

透過3D視覺,在某種程度上來說便是一種虛實整合的概念,透過軟體在模擬環境中對複雜的編程進行驗證,包括機器手臂的路徑、工具的操作方向以及機器手臂的起始位姿等,而模擬調試好的的機器人程序則可加載到控制器上運行,而另一方面則是當對機器手臂進行任務編程時,機器手臂仍可在產線上工作,而不佔用機器人的工作時間。

除了藉由視覺的輔助加快編程效率,直覺化的操作則是業者另一個所關注的焦點。工業機器人大廠ABB就看準大量客製化的彈性生產需求日益增加,在2019年的自動化展上秀出一款整合力量感測器 (Force Sensor)的工業機器人,透過手拉拖曳式教點的方式完成對機器手臂的引導式編程。

拖拉式路徑直覺設定功能有助國際行銷

ABB表示,對於生產彈性需求高、產品種類多樣、需經常更換產線內容的製造商而言,引導式編程門檻低、簡單方便,能夠大幅提升程式編寫效率,隨時調整機器人自動化生產線,真正達到製程彈性安排的生產目標。由於金屬加工行業作業環境使然,其勞力缺口更盛,根據產業調查,金屬加工行業將是未來機器人應用最多的第二大領域,對於金屬加工行業不同工件的曲面路徑編程需求,或是其他產業需求的噴塗及塗膠機器人路徑編寫,能夠更有效率的提升生產彈性。

而台灣首家投入觸覺技術研發的原見精機,2018年便與三菱電機共同發表工業機器人觸覺教導環(Finger Teach),這項技術在2019年自動化展中也有展出,是原見精機首次將觸覺技術運用在安全防護以外的應用。事實上,Finger Teach的運作原理,並不是透過手部拖拉完成教導,而是透過教導環表面能夠偵測100克以下微小力道的表面式觸覺感測技術,辨識操作者當下各種手勢及操作力道資訊下欲執行的動作,例如兩指輕觸代表垂直移動、一指輕推代表水平移動。

透過手指簡單的推、轉、抓等動作,原見精機董事長蘇瑞堯表示,Finger Teach的設計理念就是為了讓人可以很輕易地操作機器人,讓換線、教點、路徑教導都更為容易。業者表示,像有部分製造業者工廠外移至東南亞不見得佔有太多語言優勢,如工廠產線內容的更換能夠透過此種更直覺化的方式操作,或許可藉此降低操作上的不便並增加作業效率。

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