智慧製造2019.01.29

協作機器人是工業界 Superman 新星!

飛飛

物聯網 機器人 自造者

Superman 超人終於回歸地球。曾經徒手搬起數噸重巨石;也曾如光石電火般衝到火車前,阻擋火車前進……總在緊急時刻出手相救的超人,如今再度現身。

協作機器人是用於人機協作的機器人。根據全球公認技術品質規範標準 ISO 透過 ISO10218-1文件所規範,人機協作包括:

  • Safety-rated monitored stop - 監控並於人體現身安全範圍內自動停止動作;
  • Hand guiding - 人以手引導機器人動作方向;
  • Speed and separation monitoring - 監控並於人體現身安全範圍內自動減速,以至最終達安全極限時停止動作;
  • Power and force limiting - 人機接觸時,自動限速/限力。

 

人身安全議題向來是機械作業區的首要考量。協作機器人配備各類感測器,包括:力矩、速度、重力、距離等物理特性,因此只要感測器經感測上述物理特性達特定數值範圍內,隨即自動停止動作;待數值恢復於設定範圍之外,再度開始預設的動作,而同處作業範圍的工作人員,只須直覺作業,不須費心協作機器人的任何操作或機械開關。 ISO 也已於 ISO10218-1 及其附屬條款 ISO/TS 15066:2016內,明定協作機器人相關安全規範條件。即便如此,協作機器人進入工作流程前仍會經過風險評估,實際依個案制定安全相關條件。

 


人機協作及其安全相關正式規範後,促使協作機器人得以商業普及應用,實際補充人力操作時無法做到的動作,或是減輕其作業負擔,取代流程中像是:搬運重物、重複機械性動作,或者鑲嵌、焊接等要求精準又費眼力之類的種種動作,但仍可讓協作機器人近身人力,同處作業線上,倚賴人力的現場判斷與目視檢查,宛如近身作業員待命的專屬超人。其成為 Superman 新星的優勢在於:

  • 不須規劃特屬安全禁區 - 不再需靠安全柵欄達到安全防護,大幅減少專屬作業範圍,也更「親民」。
  • 部署快速 -  拿掉柵欄後,協作機器人可部置於流程作業的最適位置,也可較輕易隨流程變動而改變位置。
  • 客製化功能 - 人機協作的作業方式能回應個別作業所需的特殊動作。
  • 隨時調整 - 一旦作業方式變更,協作機器人也能機動調整。
  • 優化作業流程 - 協作機器人能監控並紀錄流程作業的相關環境動態、機件變化,甚至人力操作型態。經數據累積後,可供管理人員參考,改善後續作業。


最新興的協作機器人明日之星,則為穿戴式機器人。其主要應用於輔助支撐人體工學,加強使力、減輕身體負擔,也用於人體感測紀錄。目前應用於工業如協助人力搬運、醫療如測量、娛樂如特效等用途。

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