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市場產業情報

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協作型機器人 創人機共工新局

在伺服控制與機器視覺技術發展下,工業機器人的功能不斷推陳出新,已普遍應用於上下料取放、焊接、組裝,並可導入視覺進行自動化檢測,近年來,協作型機器人(Collaborative Robots)與相關支援技術逐漸出現在市面上,標榜可和人類互動工作、完成彈性製造需求,全球工業機器人四大製造廠商KUKA、ABB、FANUC、YASKAWA皆有推出相關產品。

傳統的工業機器人在工廠生產線上,因其快速、不具備與人體安全互動的因素,需以圍欄隔開機器與人員。然而,從近年的國際大展均可發現有安全功能的機器人成為焦點,也就是一旦有外力觸碰到機器人,機器人會馬上停止動作,確保人身安全。

例如2019德國漢諾威工業展,在最受矚目的智慧製造核心創新應用展區,就有許多形式的人機協作的智慧製造應用方案,包括:透過工作台上方的攝影機與投影機偵測人類動作,當動作結束後再以機械手臂自動接續後面動作,以達成人機協作的效率與安全;或是讓機器人學習人類思維、應對,達到製程改善、效率提升與機器人操作簡易化之效。

為確保周圍人類的安全,目前協作型機器人有動力和力量的限制。有效荷重愈高,機器人運作的速度越慢,以便能夠在一定的時間內停止,避免碰撞而受傷。目前的協作型機器人大多不超過10公斤有效荷重,約5公斤的荷重是協作型機器人產品的主流,針對汽車暨零組件製造業,預估國外廠商和台灣達明機器人公司都將在未來陸續推出10公斤級以上的協作型機器人。

人機共工下的機器人,首要的安全系統就是需有碰觸立即停止的功能,反應時間可達毫秒等級,觸覺技術在符合ISO10218、ISO/TS15066的標準下,協助工業機器人以最低成本變成協作型機器人,並持續擁有原本工業機器人快、穩、準的特性。有幾家國內外公司發展感測技術來加值工業機器人產品的安全性,例如BOSCH的APAS(Automatic Production Assistants),可利用紅外線感測來偵測碰觸,Blue Danube Robotics的AIRSKIN,利用壓敏電阻感測,而由工研院機械所衍生的新創公司,原見精機的Tactile Sensing,則利用觸覺剪力來感測。他們的特色是透過感測、人機交互等技術與機器人控制技術融合,機器人能與人並肩工作,消除人機之間的隔離防護。

機器視覺也是發展重點之一,機器人與攝影鏡頭相結合,可執行各式各樣的物件辨識與抓取,嵌入式視覺是將電腦視覺應用在機器上,能夠以視覺來瞭解周圍環境,邊緣運算的應用更是趨勢,因具有分散式處理能力,可支援行動運算和物聯網,不僅機器人本身可以處理資料,也可透過內建的電腦或伺服器來處理資料,不必傳輸到資料中心。

國際機器人聯盟公布2018年全球工業機器人裝置量統計資料,全球工業機器人裝置量為38萬4000台,比起2017年僅成長1%,主因是2018年中國汽車銷量呈現28年來首次下滑,以及2018年全球智慧型手機銷量下降5%,導致電子產業應用的工業機器人減少,加上2018年第三季的美中貿易戰導致大環境充滿不確定性,製造業自動化投資呈現減緩或觀望,機械設備投資急轉直下。

迄今為止,協作型機器人的部署主要為中小型企業,2018年協作型機器人的市場規模約4億美元,較2017年僅微幅成長。由於協作型機器人的需求非常多樣且分散,美中貿易戰打打停停,製造業保持觀望態度,預估2019年全球市場規模會較2018年減少。

機器人是工廠自動化中非常重要的工具,功能不斷提升,執行上會更精確、程式的編寫更容易,機器人不僅可快速學會人們所賦予的指令,人員也能安全地操作,協作機器人結合人工智慧、人類智慧、感測能力,建構資深技術操作人員技能的傳承,當機器人技術與人工智慧相結合之後,機器人就不再被固定在安全工作地點內,而是可以和人一起協同工作,這是將來機器人最本質的特徵。


作者:工研院產業科技國際策略發展所分析師  黃仲宏

資料來源:IEK產業情報網
 
  
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