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工业型机器人协作化 成就人机协作安全认证智能工厂

佳世达人机协作产线通过安全认证。

劳工安全第一,产业智能升级「人」、「机」协同,台湾首推法规

人、机共同作业的机器人智能工厂,近年来已成为不可逆的产业智能化趋势,并广泛应用于半导体、面板、印刷电路板、电子组装、工具机及汽车等产业。因应智能科技发展趋势及机器人自动化的智能制造潮流,行政院积极推动各项产业智能化升级,其中关于人、机共同作业的趋势及可能衍生之危害,劳动部于2019年2月14日修正发布「工业用机器人危害预防标准」,增列雇主使用协同作业之机器人时,应符合国家标准CNS 14490系列、国际标准ISO 10218系列或与其同等标准之规定,并于2109年3月27日发布「协同作业机器人作业安全评估要点」,要求在制程中导入「人」与「机器人」协同作业的智能工厂,实施安全评估,并制作安全评估报告,确保劳工作业安全,以避免发生夹卷、被撞灾害。

导入安全防护外围,实现「人」与「机」协同合作

工业型机器人的导入一直是产业转型升级为智能化工厂的元素之一,近年来因应工厂要求坪效,以及在制程中人力的不可取代性,「人」与「机器人」协同作业的智能工厂需求日增。在工厂制程中导入协作型机器人,或是使用工业型机器人协作化,最重要的就是要采用安全设备来降低风险。针对工业型机器人协作化的需求,市场上有许多不同的外围设备,这些外围方案包含感应型技术,例如常见的光闸(Light Curtain) 或是ToF(Time of Flight;飞时测距)传感器,这种技术是透过红外线的反射时间判断距离。

不过感应型设备仍然要求机器人需要在一定距离作预防性停止,实际释放空间有限。另一种设备是透过内建于关节马达处的力觉感测(Force/Torque)来判断机器人是否遭遇外力,一旦侦测到受力碰撞,机器人就停止动作。考量关节受力与荷重、重力影响,在反应时间与力精细度上则有其差异。

最佳的解决方案--工业型机器人协作化应用

为了让机器人在人机协作情境中,能兼具安全和效率,ABB的供应商原见精机(Mechavision Inc.)提供了最佳解决方案—安全皮肤 (Contact Skin)。原见精机(Mechavison Inc.)是由工研院新创独立的台湾公司,其技术团队投入近十年的时间致力提供有效的触觉感测技术解决方案,提升自动化制造应用,并以此技术研发安全防护、人机接口等触觉应用产品,使现有的工业型机器手臂就地升级具协作应用的能力。

以安全皮肤(Contact Skin)为例,易拆装的特色可安装于已购入,并导入产线的工业机器人,立即提供机器手臂人机协作化所需的安全性,使其符合ISO TS15066国际规范,保持产线调度最大的弹性。

全台第一 家取得人机协作安全认证的智能工厂

近年来积极转型,创建智能工厂,以系统技术提升生产效能的电子制造领导厂商佳世达科技,于2016年陆续导入ABB工业机器人,双方合作打造高度自动化人机协作智能生产技术,开发Smart Loop系统组装线,持续推动转型为「人机协作」、「少量多样」的智能工厂。在2019年4月,佳世达智能制造再进化,以有效区隔、感应减速、碰触停止三道防护机制,成为全台湾第一家取得人机协作安全认证的高科技制造厂,树立智能工厂新标竿。

佳世达以ISO 10218及TS 15066 为基础,设计三道安全防护机制,第一道利用工作空间配置,手臂在内,人员在外,有效划分工作区域,人机动作互相搭配,第二道利用光栅感应,人员进入警戒区域自动减缓速度,第三道利用触觉,人员碰撞加装安全皮肤的机器手臂则立刻自动停止,让人机协作安全性大幅提高。

有系统的将厂内已导入的ABB工业机器人,运用公司内部的系统集成能力及技术,结合原见精机的触觉感测技术:安全皮肤(Contact Skin) 将工业机器人就地协作化。佳世达科技未来除持续提升厂内人机协作比例,并将运用专业知识、产业设计经验及导入经验,协助客户降低导入门槛,在兼顾安全的前提下,协助客户建置智能工厂。(本文由ABB台湾工业机器人提供,刘中兴整理报导。)

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