3D視覺入列　製造業機器人邁向智動化

財團法人工業技術研究院機械所副所長 陳來勝

環顧全球製造業發展趨勢，從最早期的大規模生產(Mass Production)，1980年代過後訴諸彈性製程系統的大量客製化(Mass Customization)，今日則朝向「個人化」、「少量多樣」發展，為了因應不可預測的市場變動需求，所以可調整的產能能力變得十分重要。

財團法人工業技術研究院機械所副所長陳來勝表示，在此前提下，舉凡「生產線重組」、「控制與監控」與「感測」等智動化元素，即是形塑次世代產業自動化生產系統的關鍵支柱，機器人即為箇中核心之一，因此不管是歐盟、美國、日本、南韓、大陸乃至於台灣，均已啟動製造業機器人的發展計畫。

根據國際機器人聯盟(IFR)最新統計資料顯示，2011年產業機器人產值達255億美元，較2010年成長近34%；包括汽車、金屬及電子業，皆可謂2011年成長的最大驅動力。

陳來勝強調，從IFR資料也可看出，持續擴大中的亞洲市場，儼然成為產業機器人成長的主要動力；由於大陸汽車、消費性電子產品需求持續攀升，加上人力成本高漲，帶動製造業者自動化需求上揚，導致機器人銷售一路看漲，IFR估計大陸最遲於2014年將成為全球最大產業機器人裝置國，也是亞洲最主要成長來源。

一直以來，製造業機器人應用目的多在於解決勞力缺口，以及惡劣環境，常見的情境為汽車焊接、物料取放、危險性上下料、物料堆疊、噴漆塗佈及IC/FPD取放，惟如今伴隨感測器、ICT、軟體等技術的演進，致使產業機器人智慧程度不斷攀高，遂使其應用格局逐步擴大，包括工具機物料取放、3C？食品取放、主機板？手機組裝、娛樂新應用、金屬去毛邊加工、LED焊接？PV取放、生醫自動化，都成為製造業機器人的新興應用項目。

陳來勝指出，隨著製造業機器人智動化發展趨勢，今後機器人不僅具備智慧學習自動化能力，也得以自動感知與適應協調，終至能達到人機協同？合作的嶄新境界。今時今日相較於1990年，製造業已面臨截然不同的新局面，包括了大陸缺工薪資上漲，少子化明顯、藍領工作招工不易，乃至於消費性產品市場壽命短、生產線換線頻繁，皆將造成自動化、可重組系統、人機協同作業等需求之大幅走高。

至於製造業機器人智動化技術發展的脈絡，陳來勝認為主要有二點，一是從2D、2.5D一路延伸到3D視覺，另一是從位置控制、順應？手眼控制，推進到未來的手眼力協調；其中有關3D立體視覺技術方面，現已進展到非平行式立體視覺技術、高精度3維座標估測(0.5mm)、高辨識速度(0.5sec/image)、RBP(Random Bin Picking)功能測試，能夠支援金屬製品自動取放系統，可規劃應用於其他加工機取放應用。

藉由業界科專計畫的輔助，預估待至2013年底，台灣即可推出自產的6軸A型Robot，其重點涵蓋了多軸機器手臂整機開發技術、多軸機器手臂關鍵零組件自主開發技術，以及應用多軸機器手臂開發自動化產線技術。