Epson助車用電子廠加速自動化

萬用自動鎖螺絲方案。

基於提高生產效率、降低勞動成本等等理由，使自動化成為製造業界的頭號顯學。但有一種類型的製造商，在導入自動化的過程，經常面臨難解的挑戰，那便是車用電子業者。

看到這裡，肯定讓不少人百思不解，汽車製造業是自動化的先驅，最早將機器人引進產線，既然車廠對自動化駕輕就熟，車用電子製造商比照辦理便是，何來挑戰？Epson台灣愛普生機械手臂事業部總經理王亮國解釋，相較一般消費性產品動輒數百萬批量，車用電子產品頂多數千，是典型的少量多樣生產型態，不時需要在產線上頻繁更換夾治具，以如此小的生產量體換算自動化投報率，顯然不划算，但即便如此，在原廠的高規要求下，仍不得不走自動化。

有鑑於此，Epson積極設計一些不需增加財務負擔的高CP值自動化方案，協助製造商大幅提升產能，亦在作業過程自動記錄生產履歷，迎合國外客戶要求，車用電子業正是主要受惠族群。機械手臂事業部解決方案服務處經理陳子軒指出，前述物超所值的自動化方案，包含「萬用螺絲機」方案，及力覺組裝與快換夾爪方案。

螺絲刀裝於手臂旋轉軸中心  發揮40%提速效果

陳子軒表示，過去製造商為推動螺絲鎖附作業自動化，經常借重XYZ Table，算是專用機型式，假使隨著產線轉換、產品尺寸生變，原有XYZ Table便難以即時調整及滿足需求，有彈性不佳之虞，因此不少用戶開始轉向「機械手臂＋螺絲刀」運作模式，但過往的配置仍有缺點，即是鎖附品質不如預期。

車用電子產品不比3C產品，承載更高的安全性、穩定性要求，並非有鎖到就好了。以鎖車燈應用為例，通常被嚴苛要求需精準控制扭力，達到一定的力量輸出，增減一分都不行；但以往機械手臂搭配的螺絲刀，多屬於直流馬達型態，存在扭力控制不佳的罩門，連帶影響鎖附良率，堪稱車用電子廠的一大痛點。

另一個常見狀況，因機械手臂、螺絲刀源自不同供應商，假使其間系統整合做得不到位，易導致兩者速度搭配不良，造成一快一慢，亦會影響螺絲鎖附良率與穩定性。

為協助用戶解決痛點，Epson與第三方夥伴合作，確保其機械手臂與對方的螺絲刀緊密整合，彼此之間順暢通訊，持續回饋有關轉速、扭力值等完整訊息，為扭力的精準控制扎穩基礎；更重要的，此合作方案所用的螺絲刀為伺服馬達類型，具有高性能扭力且自動化擰緊之利基，鎖附品質優於一般直流電動螺絲刀。

陳子軒歸納Epson螺絲機方案的關鍵特色，首先是鎖附品質高，藉助智慧型伺服馬達螺絲刀，不僅易於達到扭力精準控制，也能在鎖附時採集資料，方便用戶累積成為可供日後追溯問題的文件。

其次是速度上的改進，一般機械手臂要整合螺絲刀起子，皆透過延伸軸，導致手臂旋轉軸距離過長，易出現偏心現象，此時手臂在設計上為了保護本體，避免因手軸受力過大造成關節或零組件損毀，便採取降速措施；反觀Epson方案，則將螺絲刀裝載於旋轉軸的正中心，消弭距離過長的疑慮，確保可憑藉更高速度進行螺絲鎖附，依目前觀察平均可增速40%。

再者可減少介面開發負擔。從前用戶透過手臂整合市售螺絲刀，需要同時學習手臂控制軟體、螺絲刀設定軟體，且為了追蹤鎖附結果，需額外開發另一套介面；如今藉由Epson螺絲機方案，用戶可直接利用手臂操作介面執行螺絲刀參數設定，降低學習門檻，幫助工程師加快設定速度，且手臂操作介面一併顯示鎖附結果，例如今天鎖附的螺絲有幾顆合格、幾顆不合格，不合格原因是浮鎖、滑牙、吸力不良或扭力不足，通通一目瞭然，可累積成為大數據，而用戶也不再需要費時開發顯示介面，算是一舉多得。

用戶在啟用此螺絲機方案時，可搭配Epson視覺系統，針對來料的位置偏移做即時補正，避免產生斜鎖等不良現象。該款螺絲刀的起子周圍有襯套設計，足以確保作業穩定性。

至於起子的設計，會經由Epson或夥伴提供完整顧問服務，瞭解用戶端產品屬性，再客製化提供星形、六角、十字、梅花等等各式規格，亦將根據M3.0、M2.0、M1.0等等不同螺絲直徑大小，變更起子或扭力，使之更加適應現場環境，故Epson將它稱為萬用螺絲機，道理便在於此。

結合力覺快換夾爪　自動補正產品公差

談到夾治具轉換，是製造商的另一痛點。一般會依照不同產品設計不同夾治具，當同一產線上需要取放不同尺寸的產品，以往需要透過人工手動更換夾治具，例如將吸盤置換為夾爪，另一種方式，則為了求快而複製兩套線體，但兩種做法皆有缺陷。

手動更換夾治具的歷程甚長，需拆螺絲、鎖上，再經過一段時間校正，確保點位及教點正確，少則耗時20？30分鐘、多則浪費1天，連帶折損可觀產能；至於複製兩套線體，則徒增沈重成本負擔。

一旦啟用Epson力覺組裝與快換夾爪方案，為機械手臂迅速裝上不同治具，且精度高達±0.01 mm內，進而搭配Epson力覺系統，不需額外撰寫程式，便可針對不同產品的公差做自動補正；因此包括諸如車用電子業經常換線、或組裝時往往面臨較大公差的用戶，都非常適用此方案，其餘面對像是上下料、精密插件等應用場景，也能派上用場。

深究此方案因搭配力覺，對於用戶的最大意義，在於蘊含自動教點能力，5分鐘內完成調教點位，且不需仰賴資深工程師執行，意謂用戶原本基於換線或複製工站所需投入的大量資源、揹負的產能犧性，皆可降至微乎其微，顯見該方案的投資酬率甚高。

如欲瞭解更多萬用自動鎖螺絲歡迎至以下連結：https://youtu.be/vFYhYhmAd84，力覺快換夾爪方案：https://youtu.be/DP9Tt1KAEOA。