自動化堆棧的五大原則

Productivity Quality 05. 七月 2022 / Universal Robots

主要重點

協作型機器人為何是自動化堆棧的理想選擇？與傳統工業機器人相比，協作型機器人能更迅速地被部署到現有生產線中，且由於其多功能、價格親民實惠，以及易於使用之特性，企業在引入協作型機器人時受到的干擾會相對更少。
協作型機器人為何是自動化堆棧的理想選擇？與傳統工業機器人相比，協作型機器人能更迅速地被部署到現有生產線中，且由於其多功能、價格親民實惠，以及易於使用之特性，企業在引入協作型機器人時受到的干擾會相對更少。

使用協作型機器人（cobot）來實施自動化堆棧解決方案，不僅能讓生產作業更加順利，還有助於提升速度、產量並降低成本。但是，儘管協作型機器人相較於傳統工業機器人之操作更簡單，且需要的培訓更少，一些準備工作依然有其必要性，才能在引入自動化生產的環境中獲得最大價值。以下是本公司實現自動化堆棧的五大原則。

五大原則

我們都深知自動化將劇烈衝擊製造業的未來。自動化已經幫助世界各地的企業重新設計其流程，並最大限度地提高其產量，也在全球勞動力短缺的情況下實現增長。但是單單了解自動化的好處，與真正理解如何有效實施機器人堆棧解決方案，仍不盡然相同。

生產和技術經理需要兼顧的事項龐雜無比，例如商品價格、供應鏈、縮短交貨時間、不斷變化的客戶期望，以及缺乏技術工人等，而這些都是自動化有助於解決的長期性挑戰。挪出額外的準備時間和空間來實施以機器人爲核心的自動化，似乎是一項艱鉅的任務，不過協作型機器人的設計宗旨就是必須能快速地部署到現有的生產線中。與傳統工業機器人相比，協作型機器人功能用途廣泛、價格實惠且更易於使用。

若想盡速從協作型機器人中獲得最大價值，則須妥善準備，並遵守一些基本原則。以下是自動化堆棧的五大規則：

1. 了解有效負載

這聽起來似乎很簡單，但首先必須確保的，就是所選擇的協作型機器人型號必須能執行目標的堆棧任務。論及有效負載時，就意味著仔細考量所須移動包裹和產品的重量，以及輸送機的吞吐量。若協作型機器人必須同時處理多個箱子，則有必要採用有效負載更高的協作型機器人。

另外，計算總重量時，別忘了要包含所使用夾爪的重量。如此將有助於確保能發揮最佳性能。

了解協作型機器人解決方案的局限性也很重要。若機器人一次必須處理超過16公斤的有效負載，您可能要轉向考慮傳統工業機器人，以滿足此類較高的負載需求，同時也必須準備更多使用者培訓和額外的安全基礎設施。不過，協作型機器人的工作範圍和有效負載能力，對大多數堆棧應用而言已經綽綽有餘。

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2. 選擇正確的夾爪

協作型機器人的效能取決於其末端夾治具，亦即其手臂末端工具或夾爪。確保採用正確的末端夾治具，對於專案的成功至關重要。有幾個方面是尤其需要考量的。首先，針對產品包裝所使用的包材類型，可能只有某些特定的夾爪才能適用，這點對於易起皺包裝或輕便包裝尤其重要。

其次，協作型機器人的工作速度及工作環境也必須納入考量。若機器人堆棧系統每天都必須在有效負載極限邊緣工作，則選擇較輕的夾爪有助於減少磨損。某些夾爪還會需要外部電源。

本公司的UR+生態系統有許多不同的末端夾治具，從氣動夾爪到真空夾爪應有盡有。在尋找末端夾治具選項時，查看UR+生態系統配件應是您的首要步驟。

RNB Cosméticos 已將六部UR10機械手臂導入包裝廠中，以執行生產線末端堆棧任務。此措施成功讓員工從不舒適、重複及不符合人體工學的任務中解放。這些任務涉及搬運7公斤重的包裹，以及各種有受傷和疲勞風險的工作。

RNB Cosméticos 公司已將六部UR10機械手臂導入包裝廠中，以執行生產線末端堆棧任務。此措施成功讓員工從不舒適、重複及不符合人體工學的任務中解放。這些任務涉及搬運7公斤重的包裹，以及各種有受傷和疲勞風險的工作。

3. 測量占地面積

樓層空間是生產線中最重要的資產之一，且總是有限而寥寥無幾。相對於其他類型的工業機器人，協作型機器人在空間方面的優勢特別明顯，尤其是在堆棧類型之作業。機械手臂占地面積小，讓設計節省空間的堆棧作業變得容易許多，其中大部分空間將會由棧板占用，而非機器人。

大多數堆棧作業採用雙棧板的模式。再次強調，擁有占地盡可能微小的機器人堆棧系統有非常多好處。首先，協作型機器人通常不像其他機器人需要大型防護罩（個案細節取決於全面的風險評估）。其次，占地面積小意味著人員在任何時候都很容易接近棧板或機器本身。

4. 掌握疊棧模式

沒有兩個堆棧作業是完全相同的，因此您必須確保所選用的疊棧模式是正確無誤的。棧板的疊棧應達到可裝入貨運卡車和貨櫃的最大高度。疊棧模式很重要，因為這將決定各棧板可承載的產品量，以及棧板完全裝載產品後的穩定性。

設計自家獨有的疊棧模式可能很複雜，因為其中涉及將棧板堆疊模式轉換為坐標，以供機器人判讀。幸運的是，有許多現成的軟體和應用程式套件，可讓使用者設計和編輯疊棧模式，甚至連一行程式碼都無須編寫。這些軟體解決方案是無價之寶，也尤其能展現自動化的優勢，因為即使是擁有最少量自動化經驗和培訓的使用者，也可快速投入生產。我們歡迎您探索UR+系統以尋找這些模式。

5. 實現安全性最佳化

在您實際啟用協作型機器人之前，無論如何都應該先完成全面風險評估。特別需要注意的重點，是確保在鋒利物品邊緣和高速移動的重量負載方面，員工和機器可安全地密切合作。

Sanofi是世界最頂尖的醫療保健公司之一，在全球擁有超過10萬名員工，其廠房現已成功安裝了七部UR10協作型機器人，不僅讓員工的產量增加，也減少了罹患肌肉骨骼疾病（MSD）的風險。員工如今只需要專注於附加價值更高的任務。

舉例來說，本公司應用於e系列協作型機器人的PolyScope使用者介面，具有17項傲視業界的安全性功能，能幫助確保協作型機器人始終超群且安全。無須任何程式編寫，使用者即可創建安全平面並限制關節的運動範圍。協作型機器人的多功能性讓客戶還可透過附加感測器和應用軟體套件來增强手臂性能，以實現額外功能，例如檢測任何在其運作範圍內活動的人員。

當檢測到人員在其範圍內活動時，手臂會自動減速至最低速度，直到人員離開。雖然此項功能非常有效，但並不能完全消除所有風險。沒有機械手臂是完全安全的，畢竟它依然僅是一台機器。請事先培訓您的員工在新引入之協作型機器人周圍安全作業，安全始終應為最優先的考量。