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视觉与触觉引导机器人再进化 制造业透过快速编程迎战弹性制造

触觉技术引导机器人再进化,加快编程作业以符合弹性生产挑战。原见精机提供

当前生产模式诉求弹性、客制化,相对使得制造商需要比过往频繁更换产线内容,对于业者来说,时间就是金钱,而这个需求也成为2019年台北国际自动化工业展上各家工业机器人所关注的焦点,不仅机器人制造商,包含许多软硬件解决方案厂商也不约而同正朝同一个目标前进,也就是设法如何让机器人更快速编程,以提高产线的弹性部署。

当前导入视觉感测已成为机器手臂厂商的标准配备,3D感测受惠智能型手机风潮而受到消费市场关注,但在工业领域,目前产业应用最大的进展,则是透过3D视觉的集成生成机器人的加工路径,利用3D视觉建立点云图,在其透计算物体相对位置与外观形体后透过算法自动生成加工路径,特别是针对加工物件形体多为不规则、多曲面设计的制鞋或水五金加工来说,可以大幅机器手臂编程的效率。

机器人研磨路径教导 从14天缩短到1天

台湾业者如工研院便将此技术以在线编程的方式导入卫浴设备大厂和成欣业的研磨抛光生产线中,相较过去采用人工教导研磨路径平均一次调机就要花上14天,现在只要1小时便能完成。专注于3D感测解决方案开发的立普思,2019年就在自动化展上集成FANUC机器手臂,展示3D视觉结合AI算法完成主要应用于制鞋黏合制程中的自动化喷射电浆程序,除了更安全环保也缩短机器手臂的作业时间,而同样的算法也被应用于控制Epson机器手臂完成车辆大灯底座的喷胶动作。

透过3D视觉,在某种程度上来说便是一种虚实集成的概念,透过软件在模拟环境中对复杂的编程进行验证,包括机器手臂的路径、工具的操作方向以及机器手臂的起始位姿等,而模拟调试好的的机器人程序则可加载到控制器上运行,而另一方面则是当对机器手臂进行任务编程时,机器手臂仍可在产在线工作,而不占用机器人的工作时间。

除了藉由视觉的辅助加快编程效率,直觉化的操作则是业者另一个所关注的焦点。工业机器人大厂ABB就看准大量客制化的弹性生产需求日益增加,在2019年的自动化展上秀出一款集成力量传感器 (Force Sensor)的工业机器人,透过手拉拖曳式教点的方式完成对机器手臂的引导式编程。

拖拉式路径直觉设定功能有助国际营销

ABB表示,对于生产弹性需求高、产品种类多样、需经常更换产线内容的制造商而言,引导式编程门槛低、简单方便,能够大幅提升程序编写效率,随时调整机器人自动化生产线,真正达到制程弹性安排的生产目标。由于金属加工行业作业环境使然,其劳力缺口更盛,根据产业调查,金属加工行业将是未来机器人应用最多的第二大领域,对于金属加工行业不同工件的曲面路径编程需求,或是其它产业需求的喷涂及涂胶机器人路径编写,能够更有效率的提升生产弹性。

而台湾首家投入触觉技术研发的原见精机,2018年便与三菱电机共同发表工业机器人触觉教导环(Finger Teach),这项技术在2019年自动化展中也有展出,是原见精机首次将触觉技术运用在安全防护以外的应用。事实上,Finger Teach的运行原理,并不是透过手部拖拉完成教导,而是透过教导环表面能够侦测100克以下微小力道的表面式触觉感测技术,辨识操作者当下各种手势及操作力道信息下欲执行的动作,例如两指轻触代表垂直移动、一指轻推代表水平移动。

透过手指简单的推、转、抓等动作,原见精机董事长苏瑞尧表示,Finger Teach的设计理念就是为了让人可以很轻易地操作机器人,让换线、教点、路径教导都更为容易。业者表示,像有部分制造业者工厂外移至东南亚不见得占有太多语言优势,如工厂产线内容的更换能够透过此种更直觉化的方式操作,或许可藉此降低操作上的不便并增加作业效率。

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