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自动化非缺工造成 制造门槛拉高才是主因

自动化非缺工造成 制造门槛拉高才是主因

业界普遍看好,生产和组装的自动化在未来几年内会迎来爆发性成长,而过去制造业客户多将焦点放在机器手臂与工具机等的生产设备上,然随着全球制造体系迈向新技术、新应用,再从单机思维出发,已经过时,重点该是「如何用」,应用才是关键,才能有效解决客户的痛点。现今许多先进制造国的自动化大厂,都已朝此方向发展。

德国最大工具机精密夹具和自动夹持系统设备制造厂雄克(Schunk),总部邻近德国工业之都斯图加特。斯图加特一带拥有世界一流的汽车、机械和电器制造业,而雄克就在这个工业之都发迹。旗下产品包括车床夹头、零点定位系统、刀杆、夹爪、机器人零组件等,而在多达逾万种的自动化产品中,其中光是夹爪与相关零组件就占了4,000多种,应用范围包括各种机器人、汽车、航太、医疗等领域。雄克也靠着丰富的产品线,在夹持技术和抓取系统领域独占鳌头。

以往制造追求的是自动化,批量生产同类产品,因此制造业者不断设法提升机台的性能与规格,但制造业现在面临的状况大不相同,市场快速变化、竞争加剧,如果没有相应的生产条件,很难灵活应变,也因此过去只着重于设备本体的思维已不复见,取而代之的是从客户需求的角度出发,朝向应用的思维发展。身为智能制造的推动者之一,雄克近年也从新能源车的发展下看到产业对于先进自动化技术的新需求。

以电动车最核心的关键元件电池来说,锂电池的生产组装工艺非常严格和复杂,这意味过程中每一个环节都要从严管理,才能确保锂电池产品最终的安全性能。台湾雄克应用工程师黄耀德举例,像是有欧洲客户欲采用机器手臂进行自动化电池模块组装作业,必须一口气将多达十数颗的电池,在短短6秒之内同步阵列装填到模块中,因此如何确保夹持过程中的角度与装填力道,以避免因碰撞外壳而损坏电池本体,也大大提升整个制造流程的困难度。

此时位于机器手臂末端的夹爪就成了最关键的部分,雄克的做法是利用具有最佳化力控制的智能夹爪,电池装填过程中当外部负载超过工件的夹持力道上限,则雄克智能夹爪透过其中的补偿机制将填装物回收,进而防止填装物碰撞壳体或是掉落。此外智能夹爪还可进一步根据传感器的信号回授,进行机器手臂各种角度与位置的修正。最终雄克实现了将14颗电池同步装填的机构设计。

黄耀德表示,或许现今外界谈到自动化,多半认为缺工是主因,但事实上从另一个角度来看,正是因为只有自动化才能够确保品质的一致性与稳定。以上述电动车电池生产制程来说,其中的电极材料参与电池中的电化学反应,对于生产环境有严格要求,除要求低潮湿、乾燥环境,甚至会要求几近ISO 7或8以上的无尘室等级,来到半导体规格,这与传统燃油车时代,传统机加工有相当大的区别。

因此在电动车时代,电子化比重攀升,为了确保最高品质,相应的生产条件势必规格也得跟着升级,业界直言,只有自动化程度越高,才能降低人为介入所带来的不确定性,因此未来更加仰赖自动化,是必然趋势。

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