microsoft
活动+
 

安全与速度难两全 协作机器人三大症结浮现仍有待解答

台湾爱普生科技产业科技事业部总经理王亮国。李建梁

制造版图迁移,在关注供应链重新布局之外,台商回流扩厂、新生产基地成形无疑是发展智能制造、自动化的最佳时机,也因此促成市场对机器人的需求增温。而相较发展已数十年的传统工业机器人,近年来协作型机器人则是因其安全与易操作性使之锋头大盛,但凡事总有一体两面,协作型机器人既有利必有弊,业界也从另一个角度观察到,现阶段协作型机器人在速度与安全上恐无法同时达到两全。

中美贸易战促成不少台厂陆续回流备战,出走中国大陆虽打乱供应链布局,但业界却也因此看好此时将是台湾全力冲刺智能制造的最佳时机,而摊开行政院的「台商回台投资行动方案」中也可以看出政府对回流台商有所筛选,除了在贸易战中受冲击、赴中国大陆投资达两年以上之外,也规定回台投资项目需具备智能化技术或功能。

相关自动化设备业者表示,这波鲑鱼返乡的业者将目标锁定在高价、高阶产品,此类制造得倚靠高自动化技术,而非回到劳力密集,适合机器人或人机协作模式。此外,台湾不仅人力成本高,也面临短缺、急缺问题,台厂回流自然造成自动化需求升温,也无疑为机器人市场再添助力。

其中协作型机器人近年则是锋头大盛,除了UR、达明等市场新秀,传统工业机器人大厂也尝试投入协作机器人的研发与制造。而身为工业机器人大国的日本也不缺席,包括发展较早的发那科、安川电机外,三菱电机、爱普生(Epson)等则是在近1、2年陆续投入协作机器人市场。

据IFR统计,协作型机器人增长快速,光是2018年其市场成长即超过60%,虽然相较工业机器人整体成长来说表现更好,但其占全球工业机器人市场比重目前仅约5%,显示其仍有很大成长空间。有意投入协作型机器人的Epson,则是对此提出不同看法,台湾爱普生机械手臂事业部总经理王亮国指出,从目前业界使用回馈来看,协作型机器人在应用上仍有三大症结未解,分别是速度、精度与安全问题。

王亮国表示,协作型机器人的优势在于安全与易操作性,而传统工业机器人则是强调速度与精度。对于协作型机器人而言,其速度和精度受限,因此制造业者导入协作型机器人普遍第一个浮现的问题便是其速度与精度无法满足业者需求,这对于讲求生产效率与组装质量的工厂来说无疑是一个令人棘手的问题。

但倘若协作型机器人被要求予以提升速度,则会面临与传统工业机器人相同的安全疑虑,迫使业者必须为协作型机器人另外架设安全围篱,而与人区隔的作业环境也就失去人机协作的意义。

一般协作型机器人的负重多在10公斤以下,而王亮国进一步指出,协作型机器人因机械设计原理,使得其在高速作业下必须透过更大的反作用力,例如约20至40公斤的力量才得以使其急停。因此为确保人员与机器在共工环境下的安全性,协作型机器人因而不得不降低其移动速度。

以现行协作型机器人来说,人与机器手臂的接触要在150牛顿(N)的作用力以上才得以使机器手臂认知产生「碰撞」而停机,但在ISO/TS15066规范中透过人体测试明列出29个人体最脆弱的地方所可承受的最大力道,基本上110N的作用力就已可让少数人体部位觉得疼痛。

虽然部分业者采取降低内建受力感测上限的做法避免意外,但此举也间接造成协作型机器人在运行时,容易因敏感的受力冲击而时常停摆。

王亮国观察指出,协作型机器人虽然诉求安全,但总归此安全性仍必须建立在慢速作业的条件下。对于往往希望能提高生产效率的制造业者来说,协作型机器人的速度恐成为目前尚未导入的业者所衡量的最主要因素,但其在降低对人力的依赖仍产生正面效益,象是目前协作型机器人已被大量运用如上下料、栈板堆叠等内容重复性高的应用。自动化已是必然发展趋势,但对于业界而言,最好的解决方案不应该是协作型或工业型二择一的选择题,而是要能兼顾两大阵营的优势才是市场需求所在。

  •     按赞加入DIGITIMES智能应用粉丝团