欧洲自动化先进论坛力助台湾产业掌握电动车商机
- 刘中兴／台北
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2050净零排碳成为各国政府与企业感改善地球环境重要目标，可降低碳排放量的电动车，被全球产业视为兵家必争之地，欧盟已于2035年宣布禁售燃油车，各大车厂纷纷启动布局，过去未能顺利打进汽车领域的台湾企业，在此一变革中将可有机会切入市场，在汽车供应链取得重要位置。
然而电动车的零组件繁多、系统功能需求与过去台湾厂商擅长的消费性产品截然不同，因此利用各类智能化技术打造新时代产线，借此优化生产效能与品质并满足客户需求，将是台湾厂商的必要动作。
由达详自动化主办、台欧等14家自动化大厂共同协办的「2021欧洲自动化先进论坛」，日前就于台中世贸中心登场，除了由各大厂商专家针对电动车与智能制造发表精彩演讲外，论坛中更展出「DSA智能刀具管理」、「最佳化排程序弹性生产」、「机械手自动化」等三大系统，让与会者透过实机展示掌握智能产线的精髓。
三大实机系统展示 看见智能制造样貌
三套系统中的「DSA智能刀具管理系统」整合了「刀具管理系统」、「DS智能刀具车」、「DS智能刀具库」等三要素，满足客户在管理刀具过程中，所需考量的刀具追踪、库存管理及刀具使用历程、并具备防错机制的换刀流程，防止上错刀，造成撞机及加工错误之风险。
此系统中涵盖了各种通讯技术的使用，并搭配DSA开发之SMB架构，借此与各式各样设备进行数据交握，透过以得知工作现场的各项重要实时信息，预先准备刀具并安排刀具车自动派送，降低寻刀与刀具运送的时间。除了刀具管理用途外，这些数据也可类机维大数据做进一步延伸应用，使价值最大化。
「走行轴机械手自动化系统」是智能工厂的微型化呈现，此系统将门型机械手臂与输送机整合，透过程序编写的自动化排程优化机器手臂的运作效率，再利用整合外部的走行轴，在此设计下的机械手臂不必像以往只能停留在单一工站作业，藉由机械手臂作业范围的扩大，设备稼动率可大幅提升。
此外该系统可透过程序判断机台的加工时间，并以此调整机械手臂的上下料方式。另外这套系统也整合了SCHMIDT线末打压及Baumer 2D视觉检测作业，可进行自动检测与上下料线末打压作业，落实制造智能化愿景。
「机械手自动化综合展示」整合了机械手臂与夹爪、机器视觉等产线常见的组件。在此系统中，SICK 3D视觉工业镜头可精准判断随意放于托盘上的工件方位，再将数据传输至机械，搭配机械手上的SCHUNK自动换爪模块进行自动取放料。
另外在此站的流程中也同步展示了ROBOTMASTER的离线编程软件，让机械手得以进行去刺、研磨多种复杂动作，解决业者以往需要培养专业人才，并耗费长时间编写软件设定路径的成本问题。
智能技术全面整合 产线效能全面提升
在专题演讲部分，各自动化大厂也派出专业人士剖析电动车与智能制造的趋势与解决方案。达详自动化总经理黄？伦在「智能制造与创新智能科技-『DSA智能刀具管理系统』整合应用」演讲中指出，该公司专注于与金属铸造、压铸、冲压板金、后处理等领域已有多年，近年产业因社会少子化、市场趋势变动等导致员工招聘不易、人力快速短缺，此问题必须透过机械手臂与自动化技术解决，这次达详展出的智能刀具管理系统就整合了机械手臂与刀具管理两大技术，并藉由软件将排程最佳化，提升生产系统的弹性。
他进一步介绍，此系统透过达详开发的SMB机顶盒进行数据收集，以RFID纪录各种刀具的出入库信息，并整合仓储管理与自主移动机器人两大系统，以达到落实智能刀具管理目标。
达详自动化研发课课长余科男也以「AI与智能制造投入阶段与应用」为题发表精采演说，他指出智能制造的架构，依数据取得的先后时间可分为自动化生产设备、SMB、SCADA、MES/APS、ERP等五大层面，其中SMB负责撷取第一线的设备数据，达详设计的SMB可支持多种机型，可快速取得制造现场的设备机台数据，并透过软件平台让管理者从APP与电脑网页上清楚掌握设备状态，管理机台稼动率；至于SCADA搭配各式传感器所撷取之信息作初步统计及运算以达到监控与管理。
结合MES回报产线信息、分析生产成本，其主要功能是生产排程与实时报工掌握工时，另外也是产线与ERP系统的桥梁。连线ERP加载订单后，再将订单数据派工给SCADA产线，以掌握、追踪订单进度。
在「短链革命时代致胜关键 · 机器人助力电动车制造新局」演讲中，艾波比(ABB)业务经理蔡之纬表示，电动车已是汽车产业的大势所趋，其中电池将是市场成长力道最强的产品，预估2030年电的需求将成长6倍以上。
ABB深耕工业机器人多年，除了提供系列完整的机器人硬件设备及周边外，其强大的RobotStudio离线编程软件及针对应用设计的PowerPacs，提供全方位的业务服务工程支持以及售后服务，仅需机器手臂导入可行性评估、机器手臂制程与方案规划、离线模拟机器手臂自动化制程与购机导入/藉机试行等四个步骤协助客户量身打造符合制程的工业机器人自动化方案，无缝导入机器人自动化。
此外为因应智能化需求，ABB的工业机器人未来也将以操作简易化、人机协作化与数码化的三大方向为设计主轴，协助制造业者优化生产效率。
精准、安全、效率三大指标 落实智能制造愿景
传感器是工业物联网的关键元件，在工业传感领域有深厚技术基础的巴鲁夫，旗下拥有完整解决方案，台湾业务总监欧阳昱祺在「工厂自动化的核心 - 刀具管理与IO-Link」演讲中指出，巴鲁夫成立至今刚好100年，产品线包括传感器、RFID工业识别与机器视觉/光学识别，可协助客户建构高效能产线系统。
针对这次展出智能刀具管理系统，该公司提供了处理器，读写头和数据编码块等三大产品，其中处理器有Ethernet TCP/IP界面，可同时连接4个读写头连接和PLC，防护等级高达IP65，可确保设备的可靠性；读写头的特色为尺寸小、易安装；可读可写的数据编码块，容量高达511bytes，在30 °C温度下的写入次数高达1百万次，70 °C也能写入50万次，读取部分则为无限次，有助于提升设备的可用性。
仁宝电脑近年来积极扩展各类智能化布局，在此次论坛中，物联网事业部副理沈品宏分享了该公司的智能制造无人搬运车应用经验。他表示无人搬运车是现在制造业强化生产效率的重要技术，不过此技术在导入时，必须解决四大面向问题。
第一是投资报酬率考量，业者可将减少人力管理的疏失、减少人力运送时间两大因素纳入；其次是工厂设计与管理，这点须视新厂与既有厂房分别规划路径；第三是系统整合与定制化，除了链结WMS与ERP等原有的企业e化软件外，无人搬运车本身的软硬件也需定制化设计；最后则是整体拥有成本估算，除了软硬件投入外，还需计算透过原厂FAE团队服务而减少的企业内部维护保养团队费用，如此就可推算出完整的成本。
量测肩负品质控管之责，是产线中的重要角色，台湾西克产品经理蔡政霖在「非接触式量测 高速3D镜头电动车关键技术」演讲里指出，该公司的3D镜头可协助电动车制造业者优化生产效率。
他表示近年全球政府与产业全力推动减碳，台湾也制定相关政策与目标，将订定碳费徵收机制，并在2023年实施，而电动车被视为减碳的重要技术，其发展已是必然趋势。
电动车零组件繁复多元，电池则是其中由于是此类车辆的动力来源，因此重要性相当高，西克在视觉检测拥有全方位技术，旗下的工业镜头采用该公司的ROCC芯片，光感度高于市面芯片3倍以上，可协助业者建构超高速自动光学检测系统，以非接触方式提升产线效能。
完整产品布局 扮演台湾厂商坚实后盾
机器手臂已是汽车产线常见的自动化设备，广生科技总经理傅诗唐指出，创立于1954年、总部设于瑞士的自动化大厂GUDEL深耕汽车制造领域多年，在动力系统更有极高的市场占有率，这次论台中他以「汽车供应链产线背后的隐型巨人- 超高负重七轴体系的建置」发表精采演说。
傅诗唐提到，汽车的零组件不仅繁多，且车体板金件、轮胎、轮框等产品相当沉重，要安全、有效率的移动并非易事，GUDEL的正交型机械手除了高速、高精准特色外，更具备高负重能力，可大幅提升与仓储系统效率，另外该公司的行走轴则可扩大机械手臂的作业范围。
目前GUDEL产品已应用于全球电动车大厂，协助业者优化产线稼动率。
无人搬运车(AGV)在制造现场的应用愈来愈广，因此近年来也被纳入工厂安全规范中。在「智能制造-无人搬运车的安全概要」演讲中，台湾皮尔磁资深服务暨产品技术经理王绍维介绍了AGV目前的主流安规。
他表示AGV的安全标准架构包括环境区域、危害&风险评估、安全系统的三大部分，目前的标准则针对基本设计原则与术语、一般安全与特定安全装置、各种机器类型的特殊安全性进行区分，这些标准从AGV的外观设计到速度监控、紧急停止、刹车等控制功能均有详细规范，针对这些规范，皮尔磁(PILZ)除了有安全雷射扫描仪与各种安全模块外，也提供了相关训练课程，可协助设备业者与系统整合商建构安全、高效率的AGV系统。
传感技术在工业物联网的应用渐趋多元，瑞士传感器大厂堡盟(Baumer)在此领域布局多年，台湾办事处销售经理许荣文在「堡盟应变力传感器轻松应对各种应用需求」中介绍了该公司的各种传感器与其应用。
他表示堡盟成立至今将近70年，产品以传感解决方案、运动控制、机器系统为主，在传感器部分，堡盟的2D/3D视觉传感器可快速、精准的侦测物件外观，流体传感器适用于油料、化学品等各种液体物质的制程，力觉传感器的应用多元，近期多被应用于塑胶射出成型机、冲床、折床等产在线的自动化设备，近期也有厂商将之工业机器手臂具有触觉能力，可随周边的环境变化调整手臂动作，让生产系统更安全更有弹性。
软硬技术同步进击 优化产线稼动率
夹爪是机械手臂的关键零组件，台湾雄克应用工程师张贻翔在「因应产业新趋势，雄克让智能化产线更有效率」议题中表示，雄克诞生于1945年，并于1983年开始研发夹爪，现在雄克不只有完整的夹冶具，还有PCB分板机、智能刀杆等多种自动化产品。
他接着指出，智能化是制造业近年来最重要的趋势，雄克的产品则可协助系统厂商与制造业者建构智能产线，其气动夹爪与智能电动夹爪兼具安全与效率、ITENDO 智能刀杆可全程监控制造过程，工具快换与托盘快换两种模块能结合机器手臂，提高产线稼动率。
而无论是搭配机械手臂或工具机，雄克都可提供市场更具竞争力的解决方案。优化产线的工效率、精度与安全性。
机械手臂的运作效能与弹性，对自动化生产系统的产出有关键影响，Robotmaster亚洲区资深业务经理Ian Thompson在「携手Robotmaster打造机械自动化电动车生产线」演讲中指出，Robotmaster是台湾产业首屈一指的机械手臂软件解决方案，这两年COVID-19冲击全球的商务活动，但同时也带给全球新的业务常态，居家办公成为企业营运的必要作法，Robotmaster的离线编程功能可协助制造业维持生产运作。
此平台包含了机械手臂在智能制造产线中运作的所有关键要素，尤其是去毛刺、打磨、抛光和焊接等复杂运动，Robotmaster不仅可胜任，可将过去需要长时间学习的专业缩短到数分钟，让生产系统更具弹性与效率。
精度是建构产线的要件，REDEX的各种精密零组件，则可协助业者打造高品质精密机械，REDEX业务经理张高榕在「制造的核心优势-高钢性、高精度制造的产线建置」演讲中指出，REDEX的线性轴与旋转运动无间隙解决方案可让6轴机器手臂的绝对定位误差小于1mm，重复性精度则大于0.1mm，另外在机器手臂底部加上线性轴与旋转轴，则可让手臂的轴数增到7、8轴，透过更宽广的运作范围提升其可用性。
此外REDEX的SRP行星齿轮，则可与多种自动化产品整合，延伸出多元应用，例如在要求高精度的运动控制平台中，可充分发挥其高精准度特色，协助系统与精密机械业者强化市场竞争力。
精准掌握机台数据是制造业者提升产线品质与效率的关键，在「从99到100-汽车智造的最后一里」中，浩阳工业智能冲压部经理张修豪介绍了自动化大厂SCHMIDT的闭合回路力道控制系统。
他表示传统力道技术架构会有物件潜在伤害与力道振幅过大的先天缺陷，闭回路力道控制不仅反应快速、零组件整合高、工作速度快，且可利用实时力道数据，进行当次制程动态行程补偿、透过力道实时定义接触点与剩余制程参数提高公差兼容弹性、数据/参数实时管理、返回行程持续监控等进阶回馈控制，再加上高稳定性的力道控制，可让数据结果重现，近几年电动车成为台湾多数企业的重点发展目标，SCHMIDT闭合回路力道控制系统也适合应用车体工件的冲压制程，业者可借此掌握机台的力道数据，提升产线的精度与效能。
