歐洲自動化先進論壇助攻製造業打造安全、彈性、高效率智慧產線
- 劉中興／台北
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效率與安全是建構產線的先決條件，過去的自動化技術已提供了高效率的生產效能，不過隨著產業環境的變化，製造業者對此有更高期待，在2021年的歐洲自動化先進論壇中，工業感測大廠SICK、Balluff、夾治具重量級業者SCHUNK、安全護欄專業品牌X-GUARD與機械手臂離線編程平台業者Robotmaster，將分別展出旗下重量級產品，協助業者打造工安與效率兼具的新世代產線。
在自動化製造系統中，感測技術的重要性相當高，尤其在近年來掀起智慧化浪潮中，感測器更扮演了偵測設備、環境狀態的重責，Balluff將展出RFID與IO-Link兩種技術，讓與會者可從現場的實機展示中，了解感測技術在刀具管理與通訊機制的應用要訣。
SICK的分體式機器視覺架構，則可協助系統業者打造高彈性視覺檢測平台；SCHUNK多功能夾爪可讓產線兼具高精度與高穩定性，全新概念的X-GUARD機械安全護欄，可協助製造業者建構安全、成本俱佳工作環境；Robotmaster的離線編程軟體，可讓製造業者突破時間與空間的束縛，利用連線設備完成機械手臂的程式編寫，提升疫情時代的工作效率。
SICK一體化3D視覺檢測 兼具彈性與效能
感測是自動化製造中的關鍵技術，SICK長期深耕工業感測領域，所推出的產品已廣泛應用於多種產業，在2021年的歐洲自動化先進論壇中，該公司的3D視覺檢測系統將被整合在現場展示的機台中，協助與會者掌握此技術在實機上的應用方式與其成效，以利於企業的智慧升級。
SICK這次應用於歐洲自動化先進論壇的3D視覺檢測系統為分體式架構，此架構的優勢在於高彈性帶來的時間與成本效益。一般的3D視覺檢測系統均為一體式，意即將鏡頭、光源等部件都搭配成套，這種架構雖然可快速導入，但金屬加工製程中的工件形狀與種類多元，製程如有變動，此種固定式架構將難以因應改變。
SICK的分體式架構則將各部位設計為獨立模組，使用者可自行調整組合出可符合當下需求的系統，例如SICK這次展出的產品，就可達到一般3D視覺檢測難以完成的大視野、深孔洞影像辨識，分體式架構可避免製造業者為因應不同製程，必須採購多種視覺檢測系統的問題，中鋼就藉由導入SICK的3D視覺檢測系統的導入帶來巨大成本效益。
SICK的3D視覺檢測系統在製造業已有多起應用案例，近期歐洲汽車大廠BMW的i4電動車，就採用此解決方案偵測電池底盤，確認電池組在封裝時沒有異物侵入或瑕疵狀況。
SICK產品在汽車製造領域有多年歷史，福特、福斯、Tesla等全球汽車大廠早已將其感測器應用於產線上的物料追蹤、機器手臂與工安防護設備中，Tesla近期就將之應用於虛擬圍籬系統，透過光達偵測機器手臂或重機械的運作範圍，當有人、物靠近時，即會自動發出警示，並連結機器手臂做出對應的安全動作。
SICK表示，台灣製造業者的工安機制建構概念仍有提升空間，為了避免影響產能，部分業者對工安防護機制的導入仍抱持觀望態度，但就SICK長年協助歐美廠商的經驗，現在的圍籬不僅不會影響產能，在精密的技術與流程設計下，人機之間的動作可以更順暢緊密，達到安全與效能兼具的目標，讓製造業者安心推動數位轉型，建構高競爭力的智慧產線。
SCHUNK多功能夾爪 快速因應換線需求
機械手臂在工業環境的應用逐漸普及，不過在面對不同製程與多樣工件時機械手臂仍須搭配精準且合適的夾爪方能發揮其效率，在2021年的歐洲自動化先進論壇中，全球夾治具及自動化抓取系統大廠SCHUNK就將展出一系列專為機械手臂設計的抓取模組，協助機台與系統業者建構高速、高精準的製造系統。
SCHUNK這次將展出四大重點產品，包括多樣性機械夾爪PGN-PLUS、可節省產線空間與硬體成本的快速換夾爪系統SWS、高精度零點定位系統VERO-S與自動化托盤系統NSR、後製程的拋光/除毛刺/倒角工具。
其中PGN-PLUS機械夾爪有多種型號產品，提供不同的夾持力道與單指行程，特殊設計過的堅固鋸齒型導槽可承受高度力矩，適用於需要長指的製程。SWS快速換手系統不僅所需的作業空間小、換手速度快，而且有全球專利的珠球鎖固機構，內部所有功能元件均為硬化鋼，可確保換手裝置上下模的穩固性與設備可用性。
VERO-S高精度零點定位系統與NSR自動化托盤系統則可降低系統換線生產時的校機時間，並將精度自動控制在5μ以內。至於拋光/除毛刺/倒角工具，則可協助業者以自動化方式一次完成後製程所需的各種工件修整工作，解決以往人工作業的耗時與完成度不佳等問題。
SCHUNK進一步指出，該公司的產品均經過長期的市場使用驗證，無論是功能、精度或穩定度均可完全貼合製造現場需求，以機械夾爪為例，這次展出的氣動夾爪在工作環境不佳的場域中，仍可保證確實張合，不會受鐵屑或其他髒污影響動作，另外不同製造業者對夾爪的需求也不近相同，SCHUNK的完整產品線，則可提供業者更多元豐富的選擇，近年來就有電動車製造業者採用SCHUNK的夾爪產品，提生產線效率。
SCHUNK表示，電動車的工件製程可分為金屬加工與塑膠射出成型兩部分，在金屬加工部分，該公司的夾治具已被應用於於車銑床和其他加工機台中，另外SCHUNK的高溫夾爪不僅可與塑膠射出成型機台搭配，也可用於鋁圈或其他高溫鍛造工件，協助客戶打造完整的自動化產線。
X-GUARD機械安全護欄 輕鬆打造安全產線環境
勞工安全是製造系統建構的必要考量，過去因相關設置不當導致意外發生的事件時有所聞，在目前各種廠房的安全機制中，護欄是最有效的方式，然而現在工廠的護欄設計不僅笨重而且僵化，當產線上的機台配置重組時，往往難以因應改變，在2021年的歐洲自動化先進論壇中，克普典將展示出具備輕量化、高彈性、高防護能力的X-GUARD機械安全護欄。
X-GUARD機械安全護欄是全新概念的安全護欄，此護欄安全護欄可對應所有機械的防護需求，除了守護現場人員安全，也能避免機械動作過大或地震等危險因素帶來的傷害。
克普典進一步指出，目前市場上常見的工業護欄有兩大痛點，首先是設置難度高、過程繁複、高重量，安裝與拆卸時都需多人合作且大量時間。其次是完成後護欄需有足夠空間，對土地成本越來越高的製造現場來說，這是奢侈的負擔。
X-GUARD機械安全護欄透過各種完善功能解決上述問題，此產品為輕量化設計，安裝與拆卸極為簡單，不像以往的護欄必須進行焊接工作，在裝設時不需使用螺絲，
一人即可獨立完成；在空間部分，與既有的護欄相較，X-GUARD機械安全護欄設置僅需1/3的工時，且外觀設計時尚，可為工廠環境的美化加分；至於製造業者最重視的成本問題，此款護欄因大量生產，因此其價格相當合理。
為了滿足不同製造現場需求，X-GUARD機械安全護欄提供多種選擇，在部件類型上，有單一滑門、雙滑門、三滑門、單一鉸鏈門、雙鉸鏈門等選項，材質方面則可選擇金屬網、塑膠或金屬板材質防護片，其中塑膠材質已通過防火規格 UL94V0與EN1598國際安全規範，另外整體產品產品也符合ISO防護規範準則。
克普典表示，隨著消費性市場的變動，製造業逐漸從以往的大量生產轉換為少量多樣模式，在此態勢下，自動化與高彈性已成為業者建構產線的重點，而達到快速換線目標，可快速設置、移動、拆卸的護欄，X-GUARD的各種功能設計則可滿足上述需求，協助業者打造效能與安全兼顧的生產環境。
延伸感測智慧應用 BALLUFF強化產線管理效率
在自動化製造系統中，感測技術的重要性相當高，尤其在近年來掀起智慧化浪潮中，感測器更扮演了偵測設備、環境狀態的重責，全球工業感測器大廠Balluff在此領域的產品與技術向來走在市場前端，這次的歐洲自動化先進論壇中，該公司就展出了RFID與IO-Link兩種技術，讓與會者可從現場的實機展示中，了解感測技術在刀具管理與通訊機制的應用要訣。
刀具是精密機械的關鍵零組件，其管理機制對機台的效率影響甚深，過去產線人員多以紙本方式記錄刀具的使用狀態，此方式不僅容易有疏漏，也無法達到即時性與全面性的要求，導致管理出現漏洞。
為解決此問題，Balluff推出了刀具專用的RFID系統，透過貼附於刀把上的電子標籤與刀庫上的讀取器，自動記錄每一刀具現在的位置、使用時間與使用狀態，管理者可從遠端透過電腦、手機等聯線裝置，在管理介面上監控刀具的相關資訊，同時評估刀具的磨損程度與使用壽命，在機台故障前先一步維修或更換，避免機台無預警停機，影響產線產能。
在通訊機制方面，Balluff則展出IO-Link工業通訊網路。IO-Link是新世代感測通訊標準，近年來自動化與智慧化趨勢啟動，製造業導入感測器的數量漸多，感測數據的傳輸與管理成為現代化產線建置難題，Balluff透過不同思維組建的IO-Link網路，則可解決此問題。
Balluff依建置場域將工廠中的感測器分區，各區的感測器先透過IO-Link協定，以有線方式串接到該區的集線器，集線器彙整感測數據後再傳送到上層的主機統一管理，這種區域網路架構的優勢是可簡化感測網路架構，工廠只需讓感測器與當區集線器相連，不必在再像以往須將纜線拉設到主機，進而降低線材成本，提升管理效益；此外IO-Link的數位化特色，也可避免訊號受到現場大型機具的電磁波干擾，讓訊號品質更穩定。
Balluff表示，RFID刀具管理與IO-Link感測通訊網路指示該公司的工業感測解決方案之一，近年來智慧化成為製造業的布局重點，市場對感測技術的應用需求漸趨多元，Balluff在工業感測的完整產品布局與豐富專業經驗，將可協助製造業者建構最佳化智慧產線，順利推動數位轉型。
離線編程效率更佳 Robotmaster簡化機器手臂上線門檻
機械手臂在產線的應用越來越廣，如何快速編程儘速上線使用，成為系統廠商與製造業建構生產系統的重點，深耕台灣市場近十年Robotmaster，在自行車產業、能源產業與學術界均有多起成功案例，在2021年的歐洲自動化先進論壇中，就可見到該公司人員在現場透過Robotmaster 離線編程軟體操作機械手臂，展現此平台的易用性。
這兩年疫情衝擊全球，遠距工作成為企業新常態，Robotmaster指出，離線編程軟體可企業克服時間與空間的限制，只要透過一台NB，就可以任務導向完成工作內容，藉此提升提升工作效率。
作為以任務為導向的機械手臂離線編程解決方案，Robotmaster獨特的產品優勢在於可將小批量或各種複雜產品生產的應用任務開發，驗證到導入量化生產，藉此可滿足整個製造供應鏈上下游不同族群的需求。
Robotmaster指出，製造業者必須因應不同加工應用與加工零件，選擇合適性的機械手臂規格或是品牌，特別是電動車製造業者，由於車體構造複雜，除了電池、馬達等新能源驅動系統外，還有各種資通訊系統、鈑金件等零組件，在高度自動化的汽車產線中，必須有專屬的機械手臂以不同方式組裝這些形狀、重量、體積各異的零組件，而Robotmaster離線編程解決方案則可支援國內外各主力品牌的手臂，讓自動化應用工程師可從遠端進行編程，優化工作效率。
近幾年產業環境丕變，人員短缺成為製造業困境，利用機械手臂解決缺工問題成為各業者的重點營運策略，Robotmaster離線編程軟體在機器人自動化產業深耕20年，這期間不斷針對市場需求提出解決方案，2018年正式推出的Robotmaster V7極時強調易用性，無論是否具有機械手臂編程經驗者都可快速學習，藉此縮短機械手臂的上線時程，即便是從零開始導入自動化的製造業者，在不需要高薪來聘請專業CAD/CAM應用工程師的情況下，仍可讓產線工作人員利用Robotmaster執行工業機器人或協作型機作人的路徑編程作業，且不須停機就可完成自動化生產作業架構，藉此無縫升級產線，落實智慧製造願景。
誠摯邀請您參與2021歐洲自動化先進論壇。
