新书宣传
aten
 

兼顾弹性与易操作性 协作型机器人大势崛起

工业4.0的浪潮让制造业对于自动化生产的需求有增无减,近年协作型机器手臂趁势崛起,有机器手臂业者指出,协作型机器人更大的市场其实在于中小企业,因为此类使用者导入高成本设备的意愿较低,而台湾也以中小企业为多,如何推动这些业者评估导入效益采用协作型机器人,将是市场未来积极开发的目标之一。

今年迈入第72届的汉诺威工业展(Hannover Messe)展会焦点,除了去年宣布停办的汉诺威计算机展(CEBIT)部分项目重回该展之外,今年展会明显趋势之一,则是协作型机器人的锋头大盛。有参展业者表甚至斩钉截铁表示,如今市场上对于传统工业机器人的讨论声量已经逐渐萎缩。

协作机器人从其命名简单的说,指的是被设计成可在特定区域内与人直接进行协同合作的机器人,这与过去传统工业机器人被圈地隔绝的型态大相迳庭,因此在此技术领域里,人机协作也成为其极大的发展趋势之一。根据国际机器人联盟(IFR)公布的2018年世界机器人报告也指出,预计未来机器人市场中,协作型机器人将是成长最快的市场。

特斯拉(Tesla)倾全力发展全自动化工厂,虽以失败告终,但人机协作的重要性已受肯定,至少现阶段机器手臂的功能性尚不足以完全取代人工作业。因此不可讳言,诉求弹性部署、简单易使用的协作型机器人,比被定义为完全取代人力的传统工业机器人的发展潜力更大,但后者仍保有固定的使用基础。

传统工业机器人已发展数十年,但为何还需要协作型机器人?传统工业机器人的本机价格如果纳入使用寿命来衡量并不算高,但贵在导入成本,也就是从装机部署到正式上线的过程。原因有三:

一是传统工业机器人不易使用,只有受过培训的专业机器人工程师才能具备设定、编程、维护的能力,在养机之前得先养人。

二是由于传统工业机器人大多执行重复固定的工作,必须为其圈定操作环境而改变生产线设计,且容易占用大片厂房面积,这对地狭人稠的国家来说尤为不便。

第三则是系统集成的大挑战。机器人与周边自动化设备系统的搭配与控制都必须非常精准,加上需架设安全围篱,SI的安装、设定与配置,与机器人本机价格相比,恐怕大约还要再多出2至3倍的成本。机器手臂业者表示,总体来说整体部署时间需耗时4~6个月之久。

汽车制造一直是机器人的最大市场,之所以对高昂的部署费用不会太过敏感,是因为其产品基本在定型之后拥有较长的生命周期,不容易做大改动。但相对而言,以台湾擅长的电子制造以及占制造业为大宗的中小企业,就无法因此占到便宜。

像电子产品的生产周期仅6到8个月,而众多新产品上市往往1年1新机,再者,台湾中小企业一般以客制化、小批量、接急单为特色与优势,没有太多的资金与时间针对生产线进行大规模改造,对于此类使用者来说,传统工业机器人反而阻碍了业者的弹性和速度。因此IFR统计,协作型机器人未来成长力道最大的市场将会是电子制造。

而除了生产周期的考量,中国大陆制造版图迁移与人口红利不再,不少台厂回流开始猎地盖新厂也面临缺工缺地问题,另外,过去没有或很少使用机器人的行业也开始寻求机器人自动化解决方案。

协作型机器人成为工业4.0要角,连带协作型机器人厂商也备受关注,更开始积极布局新兴产业。相关业者表示,虽然也有传统工业机器人厂商看中市场对于协作型机器人的需求,而开始生产低负载的轻型机器手臂,但往往仍容易陷入传统工业机器人的设计思维,是以目前大多强调安全设计,却容易忽略其操作的便利性。

最早跨入市场的丹麦协作型机器人大厂优傲(Universal Robots;UR)曾指出Cobot的三大卖点包括轻巧、使用方便与安全。确保安全性仅只是进入市场的基础门槛,UR总裁Jurgen von Hollen对「协作」的定义指出其在于协助而非取代,因此在操作上就不能仅限专业工程师才能使用,必须兼顾易用性,让自动化从基层到上层都都适用。

不若传统工业机器人装机复杂走固定流程,协作型机器人则是诉求轻薄短小,因此当弹性生产越渐受到制造业重视时,协作型机器人的高移动性与灵活性也正好为其带来弹性化的部署。而近年来市场上也已陆续出现将Cobot与无人搬运车(AGV)结合的应用,台湾达明推出的协作型机器人TM Robot,也是将机器手臂结合栈板,设计成随时可调整为活动式的机器手臂工作站。

过去有业者利用协作型机器人作为医师开刀时的辅助工具,或是用来摇珍奶、煎蛋、调制饮料等,甚至殡葬业也跃跃欲试,足以显见其创意颠覆性高。协作型机器人正在渗入各行各业,而如何打破机器手臂与人类之间的界线,使之共荣共存,则将是市场未来值得思考的方向,也因此UR大中华区总经理苏壁凯就指出,UR希望以IKEA的概念打造DIY型的机器手臂,从组装到执行命令皆由客户发想,以提高机器手臂的市场接受度。

更多关键字报导: 协作型机器人 工业4.0 智能制造