協作型機器人需求攀升,Universal Robots 具多方優勢擴大應用

作者 | 發布日期 2016 年 07 月 29 日 19:29 | 分類 尖端科技 , 機器人 , 自動化 follow us in feedly

傳統工業機器人基於安全考量,必須隔離作業以確保人員安全,加上安裝設定及編程都較複雜費時,在產線使用上也相對受限。為滿足現代產線彈性生產需求,人機協作機器人應運而生,不但教導簡易而且安全性高,成為當前產業相當關注的焦點。




丹麥機器人製造商 Universal Robots 所開發的 UR 系列六軸機器手臂,就是能跟人們並肩工作的協作型機器人,沒有繁複難懂的操作設計,從安裝到編程操作只需一人便能完成。Universal Robots 亞太區技術支援部門負責人 Andrew Pether 表示,由於協作型機器人整體操作簡易又能快速上手,市場需求因而逐漸攀升,也是當前與接下來的重要趨勢發展。

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▲ Universal Robots 亞太區技術支援部門負責人 Andrew Pether,示範 UR 機器手臂編程
(圖片來源:《科技新報》攝)

手動教導式編程易上手,大幅縮短訓練時間

現場實際練習編寫程式,會發現其實操控 UR 機器手臂不如想像中複雜,就算毫無技術背景或經驗,經短時間訓練後也能掌握操作。以操控 UR 機器手臂夾取及移動圓柱體為例,首先按下 UR 機器手臂專用教導器(Teach Pendant)背面的黑色按鈕,即可進入自由操作模式,也就是能直接用手拖曳機器手臂教導動作和位置,同時透過教導器的使用者操作介面,將各個位置逐一記錄為航點(Waypoint),航點指令也能按需求複製剪貼,進一步節省設定時間。

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▲ 按下教導器背面的黑色按鈕,UR 機器手臂隨即進入自由操作模式
(圖片來源:《科技新報》攝)

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▲ 自由操作模式下,直接用手拖曳機器手臂教導動作和位置(圖片來源:《科技新報》攝)

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▲ 將每個位置逐一記錄成航點(圖片來源:《科技新報》攝)

當機器手臂接近目標物件時,利用移動指令微調手臂位置,之後調整握爪寬度,使握爪完全閉合、抓牢物件,接著移動到終點時,再次調整握爪寬度以放開物件。整串航點記錄完畢後,只需簡單點選播放鍵,機器手臂就會按照先前所記錄的路徑,依設定需求反覆或單次運作。

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▲ 接近夾取物件需微調位置,並調整握爪寬度(圖片來源:《科技新報》攝)

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▲ 利用移動指令微調手臂位置(圖片來源:《科技新報》攝)

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▲ 設定握爪寬度,使握爪夾取物件時能完全閉合(圖片來源:《科技新報》攝)

另外,也可藉由移動指令編寫路徑,讓機器手臂在點與點之間畫出直線「走出迷宮」。方法同樣是邊用手拖曳機器手臂,邊將每個筆尖停留位置記錄下來,甚至連下筆力道深淺都會記錄模擬。設定完畢後,機器手臂就會按航點指令運作,從迷宮起點自動畫向終點。

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▲ UR 機器手臂走迷宮(圖片來源:《科技新報》攝)

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▲ 用手拖曳機器手臂教導下筆位置(圖片來源:《科技新報》攝)

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▲ 將每個停留位置記錄成航點(圖片來源:《科技新報》攝)

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▲ 設定完畢後,UR 機器手臂會按航點指令,在點與點之間畫出直線
(圖片來源:《科技新報》攝)

通過各項風險評估,取得國際安全認證

不同於傳統工業機器人冰冷又危險的形象,UR 機器手臂具有多項安全認證,能近距離與人一起工作而不必加裝防護圍籬,運作中一旦碰觸到人員,就會立刻停止作業,待人員下指令後才會繼續運作,確保安全無虞。

針對協作型機器人如何有效降低風險,Pether 認為最關鍵之處,就是安裝前進行全面風險評估(risk assessment),找出潛在風險加以調整控制。國際標準化組織(ISO)也為因應逐漸普及的協作型機器人市場,推出相關安全標準規範,包括 2016 年初釋出的 ISO/TS 15066,ISO 10218-2、ISO 12100 等,另外也有第三方機構提供風險評估指南及服務,對降低協作型機器人風險更有助益。

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▲ 機器手臂一旦碰觸到人員或物件,就會立刻停止作業,教導器也會出現警示訊息
(圖片來源:《科技新報》攝)

風險評估完成後,再針對機器人安全系統進行設定調校。UR 機器手臂除了內建安全系統外,還可透過 UR 控制器內的 I/O 介面加裝安全裝置,進一步降低風險、提高安全性。

Universal Robots+ 平台強化優勢,未來將發展工業外應用

UR 機器手臂除了設置與編程容易、安全性高等優點外,今年 6 月也在德國慕尼黑「自動化工業及機器人展」(Automatica)推出「Universal Robots+」平台,為經銷商和終端客戶提供各種軟硬體解決方案,在縮短機器人建置時間之餘,也能降低各方研發成本,創造更多附加價值。

Universal Robots+ 為人機協作機器人開拓更多可能性,同時降低導入門檻。Pether 表示,Universal Robots 長久以來研發協作型機器人,具有豐富經驗與專業技術,也擁有龐大的研發團隊不斷精進努力,而新推出的 Universal Robots+ 平台則集結國際開發商社群的研發能力,能更進一步強化 Universal Robots 的競爭優勢。

Universal Robots 提供客戶選擇彈性,可依自身需求自由選搭各種附加配備功能,例如視覺裝置、移動功能套件等。Pether 強調,Universal Robots 協作型機器人具有安全系統,能夠符合各類應用需求,未來發展絕不僅限於工業環境應用,目前也有服務業應用例子,像是準備食材、出餐等。今後 Universal Robots+ 平台也將提供更多工業領域以外的解決方案,讓協作型機器人實現更多領域應用。

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▲ 左起:Universal Robots 台灣技術支援部門技術工程師楊博翔、亞太區技術支援部門負責人 Andrew Pether (圖片來源:《科技新報》攝)

(首圖、圖片來源:《科技新報》攝於 Universal Robots 台灣媒體技術工作坊)

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