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【工业4.0专辑】拥抱智能制造 机器人产业新契机

以软件模拟取代实机验证 机器人换线耗时从7天缩至3天

针对快速换线的需求,终端业者可利用软件模拟以降低实机验证的误差与耗时。台达

由于目前工业机器人的核心技术还是掌握在德日系厂商手里,虽然有不少台厂投入零组件开发,亦在三大关键核心零件中有所著墨,但目前稳定性与可靠度仍尚待验证。

因多数关键零组件大部分仰赖进口,使得国内外机器人供应商几乎都能买到相同的零件,因此软件接下来或将成为工业机器人市场的竞争核心。

台厂可以把战场拉到软硬件集成,透过软件提升硬件效能,藉机凸显与国外竞争者的差异,并针对业者的需求提供相应的解决方案,加强对机器人终端应用与消费市场的服务能量。

虽导入机器人实线自动化生产已行之有年,但至今仍存在换线时间冗长的缺点。台达机电事业群机器人事业处处长彭志诚形容,「过去接一张订单生产线可以运行整年,但未来却有可能在一年甚至一个月之内接到数十张数量与规格皆不一的订单需求」。

面对此种制造需求,生产线要如何经得起快速换线的考验?彭志诚认为最理想的方法则是以「不变应万变」,意即指弹性兼容「不变」的机器人系统,因应变化多端的少量多样型生产趋势。

业者观察,至今制造业者导入机器人设备最优先的考量仍是关心投资成本是否能在短期内迅速回收。如果依照旧式逻辑,只要产品规格一改,整条生产线就要整组改掉重新设计与建构,不过往往改建产线的硬件、人力成本惊人,并不符合投资效益。

而利用软件控制的最大优势就在于弹性,让所有的变动都从易于改变的软件上进行调整,而不用汰换大量硬件设备。这也是为什么现今制造业强调虚实集成、数码化制造的原因之一。

彭志诚举例,当生产信息数码化后,可在换线前就事先透过云端将相关数据预先下载到生产设备中,当系统辨识到产品规格的更动即可同时抓取对应的生产参数,包括机器手臂的控制程序等,并搭配在线量测达到实时校正补偿,让机器手臂扮演更灵活的生产工具。

彭志诚强调,只要生产在线的机器手臂与自动化设备「够聪明」且兼容性高,即便不同产品也可以透过相同产线生产,不仅达到快速换线,更可以混线生产。

特别是针对快速换线的需求,业者表示如今透过软件已可做到预先模拟80%的产线规划,可将过去采用实机验证前后耗时7天的时间迅速缩短至2~3天。

而专攻控制系统设备领域的宝元数控,则是研发机器手臂多轴同步控制技术,将来一旦有变线需求,只要更动其中一台机器手臂的控制程序,便可以模块化的方式复制到其它机器手臂。

此外,由于现有的机器人控制器采用封闭架构,使其背负开放性差、兼容性不佳、扩充性较弱、缺乏网络功能等缺点,较难以因应未来弹性、智能化的需求。随著控制技术的发展,针对过去架构封闭的缺陷,当前工业机器人控制器也开始朝开放式架构具有模块化、标准化特性的控制器为开发方向。

业者指出,当过去架构封闭的工业机器人更新系统时,随之整条产线都要跟著调整,过去只能花钱请原厂工程师进行升级或更新,但基于PC Based的开放式架构控制器则可自行依业者需求进行客制化的调整与升级,如通讯界面的集成、加入视觉感测模块或进行二次开发。

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