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工業技術研究院

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工研院大秀智慧機器人成果 後疫情時代助產業數位轉型迎智慧製造

日期:2020/08/19

 「2020臺灣機器人與智慧自動化展」今日開展,賴清德副總統到工研院主題館參觀,右一為工研院機械與機電系統研究所所長胡竹生、右二為賴清德副總統。
「2020臺灣機器人與智慧自動化展」今日開展,賴清德副總統到工研院主題館參觀,右一為工研院機械與機電系統研究所所長胡竹生、右二為賴清德副總統。

「2020臺灣機器人與智慧自動化展」(TAIROS)今日(8/19)於南港展覽館登場,工研院發表10項智慧機器人創新成果,展出全球首創可精準撿貨的「AI人工智慧自動標註系統」、協助工廠免停機仍可多樣生產的「高品質研磨系統」、具多工彈性服務的「七軸驅控整合式關節機器手臂」等,大秀工研院在「2030技術策略與藍圖」之永續環境應用領域中,發展智慧製造,協助產業數位轉型之成果,掌握後疫時代的商機。

根據國際機器人聯盟(International Federation of Robotics;IFR)資料顯示,全球企業在新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)影響下,正重新評估供應鏈管理風險,將加速企業引進機器人,以利製造業生產復甦,推進機器人技術和智慧自動化系統發展,並預估2020年~2022年,將有400萬台工業機器人在全球工廠中運轉,協助產業因應市場挑戰與經濟發展。

工研院機械與機電系統研究所所長胡竹生表示,在後疫情時代,分散生產基地、走向智慧製造,滿足自動化、減少人力依賴、快速調整和客製化等市場需求,已成為製造業發展的新趨勢。工研院身為產業好夥伴,已擘畫2030技術策略與藍圖,因應當前製造業供應鏈重組、少樣多量的生產模式,以及針對人力缺工的社會趨勢,致力結合機械、資通訊、電子等跨領域的研發優勢,開發多元化與多功能的智慧機器人技術,並將機器人結合AI人工智慧、5G、雲端通訊等科技,協助工廠數位轉型,讓製程更彈性,強健臺灣產業的生產能量,協助產業在地生產發展、邁向智慧製造,開拓新藍海市場,提升後疫時代的國際競爭力。

工研院發表多項智慧機器人成果

● AI人工智慧自動標註系統應用:隨機堆疊智慧取料-亂中有序一把抓
製造業的撿貨備料程序,是機器手臂應用的新藍海市場,但現今機器手臂無法自主學習辨識各種不同零件,進而無法快速撿貨和備料。工研院開發全球首創的「AI人工智慧自動標註系統應用:隨機堆疊智慧取料」,能自動蒐集與標註資料,訓練各式AI人工智慧辨識影像,以教導機器人取料。相較人工1小時僅標註25張的瓶頸,此技術1小時能標註一萬張,標註時間快400倍;此外,傳統隨機取料的換線時間為30天,此技術縮短為1天,換線時程快30倍,提高機器手臂撿貨的效率,適用於倉儲物流、鞋業、水五金和手工具等領域。現場此系統結合機器手臂,展出自動撿取糖果或科學麵的應用,吸睛度十足!

● 高品質研磨製程自主化系統-多樣生產免停線
工研院開發臺灣首創的「高品質研磨製程自主化系統」,整合「虛實整合系統」(Cyber-Physical System;CPS)與力量感測器等技術,透過模擬機器人的研磨編程路徑,降低實際研磨的誤差,誤差<1毫米(mm),且能模擬研磨力量,準確度達80%,增進研磨品質。當產線更換新工件時,還能藉由辨識率100%的視覺進料辨識技術,使工廠免停線、亦毋須人員操作設定,系統就能立即辨識新工件與模擬研磨路徑,達到少量多樣、快速換線的彈性生產,可應用於金屬加工製品、金屬刀具、小型水五金、手工具等產業。

● 七軸驅控整合式關節機器手臂-類人作業更多工
傳統機器人的臂長與構型不能彈性調整,無法因應日趨複雜的製造需求。工研院領先市場研發「七軸驅控整合式關節機器手臂」,具備高精度、輕量化、驅控模組化等優勢,整合馬達、感測器、電源轉換等元件,模組化的關節能依不同應用來變化軸數。七軸驅控整合式關節機器手臂,單臂總重15Kg、荷重比0.3、重現性0.02mm,與六軸機器手臂相比,因七軸的軸數更多,手臂動作更靈活自由、更穩定,提供類人的作業能力,未來結合AI人工智慧、視覺辨識與夾具等,可以讓機器人自動辨識、精準夾取物體,賦予機器手臂更彈性多工的能力,能從事更多輕工業加工、家居服務與生醫照護的工作!

8/19(三)~8/22(六)2020臺灣機器人與智慧自動化展「工研院主題館」在臺北南港展覽館一館1樓,I區攤位號碼I608展出多項成果,8/21(五)更在臺北南港展覽館一館5樓504C會議室舉辦「2020工研院機器人技術論壇」,分享業界最新的機器人技術,協助臺灣產業突圍日益激烈的國際競爭。

2020 TAIROS工研院館其他參展技術

● 行動式手臂機器人系統(MARS)-移動服務好幫手
工研院開發的「行動式手臂機器人系統」內建智慧定位導航模組與全系統相容機器人作業系統(Robot Operating System;ROS),可自由移動與快速整合各式機器人軟體功能,提供機器人具備更大作業活動範圍,適用於室內生活服務或輕工業應用,改善產業的人力問題。

● 多自由度仿生機械手掌(Ochu)-「黑手」軟硬通吃出頭天
工研院開發「多自由度仿生機械手掌」,能抓取形狀不規則與軟性物件,搭配機器手臂可用於賣場取貨與工廠上下料,更可作為義肢使用,它的五根手指頭都能動,採用機械控制與彈簧設計,使手指頭在碰撞硬物時能反彈,降低義肢毀損的情形,性價比優於市面義肢,可拿書、筆、手機、寶特瓶等物,協助身障人士滿足日常生活的功能。

● 大型場域多車派車系統-虛擬打造工廠搬運好同事
過去若要建置派車系統,往往需技術人員親自到廠房場勘與丈量比例,並需到現場調校,過程耗時費力;也常面臨無法相容不同廠牌或軌道導引方式的車子,而產生多台無人搬運車塞車或不易規劃路線的情形。工研院開發國內首創的「大型場域多車派車系統」,廠商只需提供圖片及比例尺等資料,此系統即能於虛擬環境布局工廠的派車路線,經虛擬調校後,能直接在工廠中建置派車路線,有效降低建置時間與人力。還可相容工廠裡各種導引方式的車子,以及兼容多種上層聯網標準和下層物料管理系統、廠房的周邊設備如輸送帶、自動門等通訊整合,幫助業者清楚掌握工廠派車和物料輸送資訊。

● 金屬製品外觀品質AI人工智慧鑑別與回饋模組-自動檢測金厲害
金屬製品因曲面易反光的特性,以及齒輪齒距間的起伏易形成陰影,使用傳統機器視覺進行瑕疵檢測易受干擾,往日多靠人工目視來確保品質。為改善業界瓶頸,工研院研發「金屬製品外觀品質AI人工智慧鑑別與回饋模組」,結合機器視覺、深度學習、AI人工智慧,在金屬製品曲面反光的情形下,也能成功自動瑕疵檢測。此外,搭配國內首創的3D螺旋切齒齒輪檢測機,更可檢測齒輪的黑皮、撞傷與崩齒等瑕疵,提高齒輪檢測速度由60秒/顆降為≤30秒/顆,同時搭配5G或雲端通訊進行異常資訊回饋,有助及早發現製程異常減少損耗,增進節能與生產品質。

● 機邊運算模組(PI_EC box)+預兆診斷系統-聯網即時維護好隊友
傳統老舊機台未具備聯網能力、並面臨聯網技術不相容的情形,不易達成生產即時監控、設備故障預兆診斷。工研院研發的「機邊運算模組(PI_EC box)」,與多種感測器(如氣體、溫度、電流、電壓、力感測器等)連接,透過網頁化設定方便擷取感測資料,可於不同顯示平台上顯示即時資訊,並具備國際通訊標準介面,適用多種產業的機械設備,讓機台輕鬆聯網與分析數據,使廠商全面掌握稼動率、生產監控等。此外,搭配「預兆診斷系統」能即時監測與維護設備,提升設備產能、保持良好稼動率。

● 機器人倉儲與加工管理系統-統包智慧製造技術超省力
工研院開發的「機器人倉儲與加工管理系統」包含智慧製造管理系統、自動倉儲、設備聯網、稼動監控等,可提供整廠整產線統包服務,可與原始企業資源規劃(Enterprise Resource Planning;ERP)串接,以彈性派工排程,此系統整合物料、倉儲管理、廠房資訊及製程數據分析,彙整完整生產流程履歷,也可與機台、感測器及量測儀器搭配,自動量測並補償製程誤差,有助產業升級智慧製造。

● 單站式加工精度檢測建模與校正-軟體精度校正助多工
過去機器手臂功能單一,也無法自主學習,更需耗時以人工調校精度,過程耗時耗力。因此,資策會整合數位分身技術,研發國內首創的「單站式加工精度檢測建模與校正」軟體,透過選擇加工情境,輸入機器手臂的線性誤差、動態軌跡誤差及座標等資料,並選擇相關演算法,協助機器手臂擁有更多功能,還能進行加工精度校正與建立加工模型,提升加工品質,可應用於機器手臂、汽車焊接與溫度補償等領域,已與放電加工機廠商和汽車零件供應商合作。

第一、二、三代的驅控整合式關節機器手臂比較表

  比較說明
第三代
  • 特色:七軸機器手臂,採用第三代驅控整合關節模組,只使用兩種關節:I-type與N-type,關節模組單位重量的扭力輸出較第一代關節模組增加約30%,整機較第二代手臂更為苗條省空間,較長臂長搭配七自由度設計提供更高的作業彈性,適合作為工業型與服務型機器人應用。
  • 重複精度:±0.02mm。
  • 荷重比:總重15Kg、荷重約5kg,荷重比0.3。
  • 自由度:7。
  • 應用領域:結合AI人工智慧、與夾具等,機器人可做更多輕工業加工、家居服務與生醫照護的工作。
第二代
  • 特色:六軸機器手臂,第二代驅控整合關節模組包含新型L-type、I-type、N-type關節,關節機構改良後具備體積小與輕量化優勢,各種關節可搭配組成高精度協作型手臂,數位化的控制器讓機器手臂可隨插即用。
  • 重複精度:±0.02mm。
  • 荷重比:總重12kg,荷重約5kg,荷重比0.41。
  • 自由度:6。
  • 應用領域:可應用在工業生產、機器人教育訓練、DIY市場等領域。
第一代
  • 特色:六軸機器手臂,第一代驅控整合關節模組為L-type構型,採用自主開發馬達、減速機、驅動器、控制器等關鍵零組件,可讓機器手臂做到穿針引線動作,精度符合工業應用作業要求。
  • 重複精度:±0.02mm。
  • 荷重比:總重10.6公斤,荷重約5kg,荷重比0.47。
  • 自由度:6。
  • 應用領域:可應用在工業生產、機器人教育訓練、DIY市場等領域。
工研院開發全球首創的「AI人工智慧自動標註系統應用」,能自動蒐集與標註資料,訓練各式AI人工智慧辨識影像,可協助機器手臂智慧取料,協助產業搶攻機器手臂智慧撿貨的新藍海市場。
工研院開發全球首創的「AI人工智慧自動標註系統應用」,能自動蒐集與標註資料,訓練各式AI人工智慧辨識影像,可協助機器手臂智慧取料,協助產業搶攻機器手臂智慧撿貨的新藍海市場。
工研院開發臺灣首創的「高品質研磨製程自主化系統」,能藉由辨識率100%的視覺進料辨識技術,使工廠免停線,就能立即辨識新工件與模擬研磨路徑,達到少量多樣、快速換線的彈性生產。
工研院開發臺灣首創的「高品質研磨製程自主化系統」,能藉由辨識率100%的視覺進料辨識技術,使工廠免停線,就能立即辨識新工件與模擬研磨路徑,達到少量多樣、快速換線的彈性生產。
工研院領先市場研發的「七軸驅控整合式關節機器手臂」,手臂動作更靈活自由,提供類人的作業能力,可結合AI人工智慧與夾具等,機器手臂能從事更多輕工業加工、家居服務與生醫照護的工作!
工研院領先市場研發的「七軸驅控整合式關節機器手臂」,手臂動作更靈活自由,提供類人的作業能力,可結合AI人工智慧與夾具等,機器手臂能從事更多輕工業加工、家居服務與生醫照護的工作!
工研院開發國內首創的「大型場域多車派車系統」,廠商只需提供圖片及比例尺等資料,此系統即能於虛擬環境布局工廠的派車路線,經虛擬調校後,能直接在工廠中建置派車路線,有效降低建置時間與人力。
工研院開發國內首創的「大型場域多車派車系統」,廠商只需提供圖片及比例尺等資料,此系統即能於虛擬環境布局工廠的派車路線,經虛擬調校後,能直接在工廠中建置派車路線,有效降低建置時間與人力。
【新聞連絡人】

工研院行銷傳播處 李依頻
電話:+886-3-5918417
Email:JoyceLi@itri.org.tw

工研院行銷傳播處 楊桂華
電話:+886-3-5914968
Email:youngharry@itri.org.tw



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