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隨著工業4.0時代來臨與智慧製造需求的提升，越來越多的產業開始投入資金，導入機械手臂等自動化設備。不論是工業機器人、協作型機械手臂還是自動化機械手臂，都能有效幫助企業提升生產效率、確保產品品質穩定性、達到更高精準度，並解決現今嚴重的勞動力短缺問題。本文將深入探討協作型機械手臂的功能與優勢，並詳細說明在各大產業中，機械手臂自動化的應用實例與作業類型有哪些。
機械手臂功能及優勢有哪些？
機械手臂的功能
機械手臂（又稱機器人或機器手臂）透過多軸可動關節設計，搭配控制器和編程設定，來精準規劃運作，輕鬆完成像是包裝、零件組裝、堆棧和焊接等重複性高，又需要精準度的工作。隨著科技日漸成熟，協作型機器人的出現，讓編程變得更簡單，能勝任更多樣化和複雜的任務。
機械手臂的優勢
使用機械手臂最大的好處，就是能降低對人力的依賴，同時為各產業大幅提升生產效率，還確保高精度和穩定的生產品質。此外，機器手臂能在高風險環境中運行，降低工人的安全風險，並優化整體生產流程。
近年來興起的協作型機械手臂更是一次重大突破，這類機械手臂配備先進的感測系統，可以跟人類工作者共同作業，其特點包含內建安全感測功能、碰撞偵測與即時停止機制、直觀的教導方式，以及靈活的部署能力，讓工業自動化的應用更加廣泛且安全。
機械手臂應用產業
電子零組件產業
在電子零組件產業中，機械手臂應用主要在精密元件的製造、組裝、表面黏著與檢測等作業，涵蓋的產品範圍包括照明、手機、電腦、輸入裝置，音訊/視訊等相關零件。
協作型機器人能夠在全年不間斷的運行下，依然保持高達0.03毫米的精度，靈活的部署特性則有效應對電子科技業快速變化的市場需求，不管是小批量、多樣化的生產，還是面對變動頻繁的生產環境，機械手臂都能迅速調整，幫助企業保持競爭優勢。
<延伸閱讀：電子科技業可透過協作機器人提升產出效率>
半導體產業
晶圓處理、檢測與精密組裝是半導體產業中機械手臂應用的核心任務。在無塵室環境下，機械手臂能穩定執行晶圓搬運、蝕刻、清洗以及封裝測試等作業，有效降低人為污染風險，並確保製程的穩定與品質，憑藉其高潔淨度與高精度的優勢，機械手臂完美滿足半導體產業的嚴格需求，成為提升生產效率和產品品質的重要利器。
醫療研發製藥產業
機械手臂應用在醫療研發和製藥領域，從取放物品、注射成型、樣本處理，還有藥品分裝、檢測和實驗分析都能勝任。協作型機械手臂透過自動化操作，能減少人員接觸，盡可能避免產品被污染。此外，它甚至還可以在無菌環境下操作，在製作藥品、假肢、醫療相關樣本以及各種精密醫療設備的小型部件方面發揮重要作用，讓安全性與品質更有保障。
<延伸閱讀：協作機械人讓製藥和化學工業過程中保持高品質>
食品加工產業
協作型機械手臂在食品加工業的包裝、分類、貼標、生產和配送等環節，扮演了重要的角色。食品加工的工作環境常需要應對極端溫度和嚴格的衛生標準，而無塵認證的機械手臂能有效減少碎屑和灰塵的產生，適應不同的環境溫度，同時減輕人員的工作壓力，降低受傷的風險。另外，機器手臂還可以達到少量多樣化生產的效果，滿足各種類型訂單需求，協助企業增加推出創新產品的機會。
<延伸閱讀：運用協作機器人改善食品飲料業的生產效率>
金屬機械產業
金屬機械產業涵蓋的範圍包括機械設備、汽車及零件、一般工業金屬和民生金屬製品等。近年來，隨著電動車電池需求的增加，金屬製造業也因此受到推動 ，但相反地缺工問題卻變得愈加嚴重，使得企業越來越需要機械手臂來協助製程。自動化設備無論是鋸切、鑽孔、銑削、去毛刺、切割等金屬表面處理，還是焊接、鑄造、鍛造、CNC加工和塗膠等製程都能完成，並同時提升了零件、工具的加工精度，以及減少材料浪費。
<延伸閱讀：使用協作機器人，實現金屬和機械加工行業的自動化操作，並提高工具和零件之精度>
機械手臂應用實例與作業類型
焊接
焊接技術長期以來面臨著不少挑戰，包括危險的工作環境、職工健康風險、人才短缺、焊縫品質不穩定、過度焊接和資源浪費等問題。傳統的工業機器人雖然能幫助解決部分人力問題，但它們高昂的建置成本、複雜的系統操作以及無法靈活應對小批量多樣化的生產需求，讓自動化效益未能完全發揮。
相比之下，協作型機械手臂的彈性更高，能執行多種焊接作業，如雷射焊、MIG焊、TIG焊、點焊和弧焊等，且具有短期成本回收的優勢，特別適合少量多樣化的生產。Universal Robots的UR10e協作型機械手臂是常見的焊接機器人機型，負載能力可達12.5公斤，臂長1300毫米，能夠執行中型零件的多角度焊接。
<延伸閱讀：協作型機械手臂幫助輕鬆實現焊接自動化>
包裝
包裝、揀貨、貼標、產品分類與隨機取物作業，是機械手臂應用的重要範疇，能有效協助食品、製藥、工業製造等產業，實現自動化包裝的目標，也成為現今最常見的機械手臂應用案例之一。
隨著電子商務和倉儲配送產業的蓬勃發展，協作型機械手臂整合夾爪技術、編程設定和機器學習，使自動化設備運作的更加靈活。優傲科技的協作型機器人憑藉直觀的操作介面、輕巧的設計以及容易上手特性，不僅減輕了人員的負擔與風險，更能在人力短缺或季節性需求高峰時期，維持穩定的生產效率，例如：在隨機取物或產品分類任務中，優傲科技協作型機器人可快速適應多樣化的作業需求，大幅縮短生產轉換時間，為現代工業帶來更高的營運彈性。
<延伸閱讀：用機器人處理物料，讓包裝、堆棧、隨機取物和揀貨應用更加容易>
堆棧
機械手臂在倉儲和物流環境中能有效執行堆疊作業，高效率地將物品整齊地放置在貨架或棧板上，提升存儲效率和空間利用率，適合用於大型倉庫的自動化管理。
大環境一直以來都面臨著人才缺乏與職業安全等挑戰，使協作型機械手臂應運而生，不僅能夠連續作業提升效率，更能大幅降低員工職災風險。優傲科技（Universal Robots）推出的UR20、UR30重載型協作型機器手臂，適合堆棧任務，並在2024年底宣布，透過更新到最新軟體等級，在不額外付費與硬體安裝下，可以提升5公斤負載，最高可以達到25KG、30KG的重量。為確保協作型堆棧機器人最大效益，還提供從專案規劃到正式運作的全程專家支援。通過UR+生態系，企業可評估適配的產品與服務，量身打造專屬的堆棧解決方案。
<延伸閱讀：協作型機器人為堆棧作業帶來提高生產力效益>
機台管理
數年來臺灣持續存在著缺工問題，使得有越來越多企業願意導入協作型機器人，來填補人力缺口，它可以長時間穩定運作，更助力企業將自動化導入 CNC 工具機、射出成型、折床及沖床等設備操作中。協作型機械手臂應用於機台操作及管理，不僅降低了停機時間，還可以在不增加人力成本的情況下，提升一定比例的產量，並確保企業交貨能夠準時。
優傲科技的UR5e、UR10e 為協作機台管理任務的明星產品。UR5e協作型機械手臂輕量化設計，適應性強，適合小型工件處理；UR10e則是用途廣泛，負載能力高，臂長設計能因應更大的工作範圍。此外，Universal Robots 的軟體 PolyScope，配備簡單、視覺化的操作介面，讓生產轉換更加快速靈活，用戶無需編寫程式碼，即可完成協作型機器人的編程工作，還可以透過單個檔案，管理到多個編程、自動化設備與元件。
<延伸閱讀：協作型機器手臂有效提升機台操作效率>
組裝(零組件)
面對製造業者迫切提升產出效率和品質的需求，使得製造組裝工序備受重視，工序是否順暢會直接影響整體生產效率，更關係到產品品質。優傲科技的 UR3e 協作型機器手臂可以直接安裝在工作檯面上，屬於體積小、較為輕巧的自動化設備。最顯著的優勢為自定義組裝工序，能輕鬆處理塑膠、木頭、金屬等多種材料的組裝工作，其末端關節具備無限旋轉功能，可靈活應對多角度鎖附需求。UR3e 協作型機械手臂應用不僅適合鎖附螺絲與螺母，還適用在小型零組件安裝、點膠等多種輕型組裝作業。
<延伸閱讀：使用 UR 協作型機器人，讓螺絲鎖附、插件及組裝等應用更精準而一致>
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結論
機械手臂的導入為各行各業帶來了顯著的優勢，無論是在生產效率、產品質量、人力短缺問題解決，還是成本控制方面，都展現出其不可或缺的價值。藉由本文內容相信可以讓你更具體了解機器手臂應用作業類型，並透過機械協作、完善更多生產作業。在未來，機械手臂應用領域將持續擴大，為產業自動化帶來更多創新可能。優傲提供多種規格的協作型機械手臂，與多元化生態系統可以結合應用，實現更多客製化生產，是企業相當有利的自動化助手。如有需要進行產線評估、自動化諮詢、選型建議，歡迎隨時與我們聯繫。
