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最大化生产效率 机器人的关键「第七轴」是什麽?

最大化生产效率 机器人的关键「第七轴」是什麽?

当前制造业积极导入机器手臂,以透过自动化替代人力作业,但随着近来市场环境变化迅速,至今制造业仍积极寻求自动化生产的最大效率。其中传统机器手臂因其多为固定式因而在使用上还是受到某种程度的局限,因此当制造业者有了更高效的生产需求,能否突破其使用限制,极大化机器手臂的使用性,也成制造业者的关键竞争力。

不确定的时代下,制造业比以往更加重视弹性,因为只有提高弹性应变能力,才能随着市场需求变化适时动态调整营运机制,为此在弹性需求之下,近来「移动性」自然成为制造业相当重视的能力之一,具有移动性意味着自动化设备及产线配置自由,可以因应不同的需求与变化实时调整。而电动摩托车制造商Gogoro即是一相当经典的案例,其将无人自动搬运车(AGV)取代传统流水生产线的输送带,好处在于可灵活调整产线规划,据Gogoro说法,只需要72小时,就能完全重组产线,投入新机生产。

不过值得注意的是,在移动载具上搭载机器手臂完成自动化作业,虽然可以使过去固定式的机器手臂增添移动性,提高产线弹性,但仍有局限所在,而关键就在于制造业者必须进一步考量机器手臂的荷重、旋伸范围以及动态性。广生科技总经理傅诗唐解释,相较近年主打导入比较「友善」的协作型机器人来说,工业机器人的特色则是体积与荷重较大、速度也较快。

举例来说,像发那科(Fanuc)应用于汽车白车身搬运的重负载机器手臂M-2000iA来说,其最大荷重可高达1.35吨,旋伸范围达到3.7米的运动半径,机器手臂在高速运动时,在惯性、重力和加速力等作用下,势必会对载具产生极巨负担,如此一来相当容易使AGV翻覆。换言之,这在一些大型附载或是金属加工产线来说,那麽理论上是不可能采用搭载AGV的机器手臂来作业。

随着机器手臂在自动化制程应用越来越广泛,为了最大化机器手臂的使用范围跟功能,傅诗唐表示,使用一轴以上的线性轴搭配机械手臂已经成为另一种新的趋势。有别于AGV的灵活性,使用轨道的走行轴用途更着重在附载、速度及精度。在动作精度要求高如焊接,速度及附载要求如上下料等,轨道都优于AGV并且被广泛的使用。

工业机器手臂搭配的走行轴非常依赖于轨道的刚性,由于关节手臂的动作多以翻转为主,其产生的扭矩需要依靠轨道支撑。而随着走行轴导入,欧美已经在在汽车、造船、航太及建筑等领域使用,越来越多的大型物件制程如焊接、喷涂、抛光等,已经逐步转为机器手臂。在这些领域台湾仍有相当大的成长空间。

此外,工业安全是产线设计与运作最重要的基础,对于多关节机器手臂来说,旋转和摆动是日常作业的一部分,傅诗唐也表示,为了安全地引导和保护机械手臂上的电线电缆,可以加装所谓的保护拖链。针对工业安全需求,广生科技代理KABELSCHLEPP的缆线护链,傅诗唐表示,该护链内的钢索可承受高拉伸力,并采用高耐用寿命的特殊塑胶材质,分成三个腔室等的设计可以达到管线的最佳保护,以增加自动化产线的可靠度。

此外,开放式设计协助使用者快速布线,并易于检查护链内的缆线。有别于自动化产在线可靠度是以保护管线为出发点,无尘室的环境则是以保护工作环境为目标。线材在使用中必定因磨耗而发尘。为避免因此污染无尘室环境,KABELSCHLEPP的产品将管线完全包覆,极大降低无尘室良率的风险。



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