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在過去10年工業機器人應用經歷驚人的成長。許多產業逐漸了解工業機器人或協作型機器人 (cobot)的潛力。協作型機器人是成本較低廉的工業機器人,能安全地安裝在工作人員身旁。與標準或傳統工業機器人相較之下,協作型機器人更靈活。這表示他們能夠被配置在各式各樣的工作上,從機台管理與焊接,到包裝及堆棧。大多數協作型機器人會應用在製造業及工業環境,但協作型機器人的高度靈活性,使其能夠被應用在許多不同領域,不管是農業、醫療,甚至是製藥。
當全球對抗COVID-19的同時,2020年發展出許多巧妙的協作型機器人應用。從製造個人防護裝備到拭子測試,協作型機器人正優化無數個流程的效率、安全性及品質。以下就來看看更多有關一般工業機器人的能力,接著我們將介紹一些近期、創新的協作型機器人應用。
工業機器人是用來做什麼的?
工業機器人的應用相當多樣。即使有許多方法能實行機器人技術,然而這些機器人在所有產業及流程中都有類似的功能-優化產量。機器人能夠勝任枯燥、骯髒及危險的工作,進而優化不同產業的效率及安全性。
傳統工業機器人通常是龐大、靜態的機器,難以重新編程、做不同的應用工序。相反的,協作型機器人輕巧靈活,不需要安全圍籬或柵欄便可直接在人類身旁運作。
協作型機器人的應用有哪些?
協作型機器人在所有的產業皆有相關應用。這包含組裝、塗膠、表面加工、機台管理、物料處理、焊接、去除表面材料、品質檢測等等。以下我們摘要三個最常見的協作型機器人應用。
物料處理
物料處理是在製造業中最危險的工作之一。金屬、塑膠或其他材質等物料都會為作業員帶來極高的風險,除此之外,許多物料處理的工作為高重複性,會提高重複性疲勞。
生產過程使用協作型機器人能大幅降低工作傷害。沈重的物料透過可移動機器人平台,即可輕鬆舉起,並運至工廠的任何一個角落。同時機台管理工作,包含涉及載重CNC機械,也同樣在優傲協作型機器人的功能之中。
組裝及品質保證
優傲協作型機器專門設計能在工作人員身旁運作。耗費精力且困難的組裝工作將交給協作型機器人執行。這包含小型零件的焊接作業、螺絲鑽孔以及其他類似的組裝工作。
協作型機器人也同樣可以在生產過程中幫助確保品質。協作型機器人每次都能以同樣的方式執行一樣的工作,不會疲憊或表現失常。例如,協作型機器人可以將相機放置在同一位置,並根據要求在工件上進行測量和定位,而無需重新進行光學校準。
美國的承包製造專家Comprehensive Logistics使用UR10協作型機器人 配備視覺系統進行引擎檢測工作。這項安排增加了產能也提升了品質。
協作型機器人的取放作業,包含在正在安裝的產品中增加零件,以及將完成的產品裝箱並將其堆疊起來。
去除表面材料
另外一個對生產相當重要的工作也可以交由協作型機器人處理。例如,任何需要成型或沖壓的流程都需要由機器人執行材料去除。這些小型機器人可優化成型料件,將多餘的金屬或塑膠都修剪掉,而不損壞到零件,同時讓工作人員不必承受受傷的風險。
此外,配備點膠工具的協作型機器人可以應用在添加膠水或其他黏著劑,而具有來自UR+平台打磨套件的協作型機器人可用於打磨零件,達到明亮光滑的表面。
機器人技術有哪些常見用途?
一起來看看UR協作型機器人如何用來幫助電子業、農業及製藥業的供應商
電子及技術
優傲的協作型機器人被製造商用來生產照明、手機、喇叭、電腦等。因為比起一般工業機器人,協作型機器人更容易進行程式設定,他們可由非專業人士進行程式設計,是快速應用的首選。
舉例來說,總部位於紐西蘭的Betacom仰賴UR10協作型機器人生產LED路燈。生產這些照明燈不僅對於確保路上駕駛的安全性來說相當重要,更需要高標準的精確度。使用多頭真空夾爪,UR10從機架上拿起電路板,並將其放在鋁壓板上。機器人接著拿起6個LED燈片,並將他們放在電路板上。最後一個動作是拿起具有自動送螺絲的氣動螺絲起子,並將燈片及電路板鎖緊在鋁壓板上。
食物及農業
食物及農業的生產是全年無休的。機器人能夠一天工作24小時,這比起單純人力工作,能夠減少浪費及加快生產時間。除此之外,協作型機器人能夠在極熱、極冷或令人不舒適的環境下運作。因此,越來越多在食品製造商轉向採用協作型機器人來運作。
舉例來說,瑞典食物生產公司 Atria Scandinavia生產高品質、方便食品及素食產品。Atria使用UR5協作型機器人來最小化其小型生產工廠的停機時間。隨著這項配置,該公司的每條產線每小時能夠準備平均228個物品。「優傲協作型機器人是個很棒的自動化解決方案,因為它們不用安全柵欄即可運作。這是一個相當大的優勢,如此一來,我們的員工可以在機器人的旁邊工作,且當包裝不同類型的產品時,他們可以輕鬆調整機器人。」Atria的技術經理Johnny Jansson表示。
製藥及化學
製藥、化學及醫療器材的生產需要最高規格的精確度。優傲協作型機器人經常被用來混合、計算及分配各種不同的原料。
丹麥的哥本哈根大學醫院在他們的實驗室使用優傲協作型機器人,來優化血液分機樣本的搬運及分類。這項解決方案讓實驗室能維持其目標:一個小時內得完成90%以上的測試。令人驚訝的是,兩台UR5協作型機器人每天能夠分析超過3,000個樣本。
哪一個產業最常使用協作型機器人?
根據國際機器人聯合會(IFR)統計,汽車產業應用的工業機器人佔所有安裝的28%,領先電機/電子 (24%),金屬與機械(12%),塑膠與化學產品 (5%)以及食物與飲料(3%)。
汽車生產提供了最多的工業機器人應用,因為其中涉及太多類型的流程,從組裝與機台管理,到零件檢測及完成加工。所有這些工作-還有更多-可以由協作型機器人手臂成功執行。
Nissan在日本的一個汽車生產工廠總是得在最緊迫的時間內完成生產作業,也同樣面臨人力短缺以及勞動力老化的問題。Nissan配置了兩條UR10機器人手臂協助歧管的移動。同時也將協作型機器人配置在員工旁,進行安裝引擎進氣及鬆開螺栓作業。
還有哪些新穎的協作型機器人應用?
上述的這些案例都是在工業上相當常見的協作型機器人應用。由於協作型機器人提供靈活、簡單配置及多樣性功能,終端使用者得持續研發具創意的方式來優化流程。2020年COVID-19疫情,造就了許多新穎的協作型機器人應用。舉例來說,在4月,在南加州大學(USC)的團隊發表了Agile Dexterous Autonomous Mobile Manipulation System-UV(ADAMMS-UV)原型機。這項系統將UR5協作型機器人安裝在活動平台上。其使用紫外線光棒,並在底座安裝了額外的紫外光源,以分解冠狀病毒DNA。
另一處,Lifeline Robotics,由優傲共同創辦人Esben Østergaard成立的公司,與在南丹麥大學的Maersk Mc-Kinney Moller Institute中的機器人學研究員合作,開發出一套協作型機器人的系統,進行更安全且有效的COVID-19檢測。這項解決方案在2020年5月底發表,整個檢測流程花費約7分鐘,是世界上第一個自動咽喉拭子檢測的機器人。
同一時間,Gamber-Johnson,位於美國威斯康辛、一家移動式溝通系統、電腦及其他電子設備系統的供應商,與當地夥伴合作建立了一個臨時的口罩生產工廠。此設施的核心便是 UR5協作型機器人,用來切割口罩的塑膠片。Gamber-Johnson跟合作夥伴進行群眾募資,並且募集到數千美金生產口罩,並捐給當地醫院。
當COVID-19侵入美國波特蘭時,知名咖啡廳In J Coffee的人潮減少了50%。老闆Joe Yang了解客人對於人跟人的接觸以及病毒傳播會有疑慮,所以他決定建造一個協作型機器人咖啡廳。最後的成品是一個完全不需要觸碰、由協作型機器人系統準備的特調咖啡。這台「Javis」協作型機器人能夠沖泡咖啡、製作奶泡,甚至還會拉花。