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最大化生產效率 機器人的關鍵「第七軸」是什麼?

使用軌道的走行軸用途更著重在附載、速度及精度。在如焊接,速度及附載要求如上下料等被廣泛的使用。GUDEL

當前製造業積極導入機器手臂,以透過自動化替代人力作業,但隨著近來市場環境變化迅速,至今製造業仍積極尋求自動化生產的最大效率。其中傳統機器手臂因其多為固定式因而在使用上還是受到某種程度的侷限,因此當製造業者有了更高效的生產需求,能否突破其使用限制,極大化機器手臂的使用性,也成製造業者的關鍵競爭力。

不確定的時代下,製造業比以往更加重視彈性,因為只有提高彈性應變能力,才能隨著市場需求變化適時動態調整營運機制,為此在彈性需求之下,近來「移動性」自然成為製造業相當重視的能力之一,具有移動性意味著自動化設備及產線配置自由,可以因應不同的需求與變化即時調整。而電動機車製造商Gogoro即是一相當經典的案例,其將無人自動搬運車(AGV)取代傳統流水生產線的輸送帶,好處在於可靈活調整產線規劃,據Gogoro說法,只需要72小時,就能完全重組產線,投入新機生產。

不過值得注意的是,在移動載具上搭載機器手臂完成自動化作業,雖然可以使過去固定式的機器手臂增添移動性,提高產線彈性,但仍有侷限所在,而關鍵就在於製造業者必須進一步考量機器手臂的荷重、旋伸範圍以及動態性。廣生科技總經理傅詩唐解釋,相較近年主打導入比較「友善」的協作型機器人來說,工業機器人的特色則是體積與荷重較大、速度也較快。

舉例來說,像發那科(Fanuc)應用於汽車白車身搬運的重負載機器手臂M-2000iA來說,其最大荷重可高達1.35噸,旋伸範圍達到3.7公尺的運動半徑,機器手臂在高速運動時,在慣性、重力和加速力等作用下,勢必會對載具產生極巨負擔,如此一來相當容易使AGV翻覆。換言之,這在一些大型附載或是金屬加工產線來說,那麼理論上是不可能採用搭載AGV的機器手臂來作業。

隨著機器手臂在自動化製程應用越來越廣泛,為了最大化機器手臂的使用範圍跟功能,傅詩唐表示,使用一軸以上的線性軸搭配機械手臂已經成為另一種新的趨勢。有別於AGV的靈活性,使用軌道的走行軸用途更著重在附載、速度及精度。在動作精度要求高如焊接,速度及附載要求如上下料等,軌道都優於AGV並且被廣泛的使用。

工業機器手臂搭配的走行軸非常依賴於軌道的剛性,由於關節手臂的動作多以翻轉為主,其產生的扭矩需要依靠軌道支撐。而隨著走行軸導入,歐美已經在在汽車、造船、航太及建築等領域使用,越來越多的大型物件製程如焊接、噴塗、拋光等,已經逐步轉為機器手臂。在這些領域台灣仍有相當大的成長空間。

此外,工業安全是產線設計與運作最重要的基礎,對於多關節機器手臂來說,旋轉和擺動是日常作業的一部分,傅詩唐也表示,為了安全地引導和保護機械手臂上的電線電纜,可以加裝所謂的保護拖鏈。針對工業安全需求,廣生科技代理KABELSCHLEPP的纜線護鏈,傅詩唐表示,該護鏈內的鋼索可承受高拉伸力,並採用高耐用壽命的特殊塑膠材質,分成三個腔室等的設計可以達到管線的最佳保護,以增加自動化產線的可靠度。

此外,開放式設計協助使用者快速佈線,並易於檢查護鏈內的纜線。有別於自動化產線上可靠度是以保護管線為出發點,無塵室的環境則是以保護工作環境為目標。線材在使用中必定因磨耗而發塵。為避免因此污染無塵室環境,KABELSCHLEPP的產品將管線完全包覆,極大降低無塵室良率的風險。



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