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創新平台/客製化機器人 挺智造升級

本文共971字

經濟日報 李珣瑛

隨著全球勞動人口結構的改變及後疫情時代下對無人化的需求提高,愈來愈多的工廠產線傾向導入協作型機器人進行智慧加工製程。ABI Research分析報告指出,全球協作機器人市場2020年的市值為4.75億美元,2021年預計可成長到6億美元,到了2030年更可望以32.5%的年複合成長率成長至80億美元。

後疫情時代後數位轉型與智慧製造需求強勁,尤其是AI人工智慧、自動化技術、無人機器人及協作機器人技術,為協助國內產業快速切入數位轉型,經濟部技術處透過科專計畫支持工研院進行國產化機器人相關技術研發,朝能帶動機器人產業國產國造。

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工研院機械與機電系統研究所控制核心技術組經理周柏寰表示,目前市占率較高的機器人尺寸大多固定,例如,業者需要搬運7公斤的貨物,但市面上的尺寸多為3、5、10及16公斤的級距,因此業者只能選擇購買較大公斤數的機器人來搬運物品。

如此一來,不僅購買成本較高,保養維護也較不易,因此技術團隊於2017年開始投入機器人關鍵技術的研發。

一開始技術團隊馬上遇到關節內的馬達散熱問題,想要能提重物,關節內的馬達就需要強大的扭力以舉起物品,如此也產生了熱問題,一旦散熱不易,馬達效能便無法發揮,若再施予更大的電量只會熱崩潰形成惡性循環。因此研究團隊嘗試多種方法,最後透過重新設計馬達及優化散熱方式來解決上述問題。

「機器人的關節是關鍵!」周柏寰提到,協作型機器人多為關節加上機構鍊,組成機械手臂,若想要不受限於市面上的尺寸限制,就必須要打造出能客製化的關節模組。

工研院專利研發的「軟體定義增強型機器人關節模組」,採用積木式堆疊設計,使用者可以依據自身需求,快速建構客製化、符合產線需求的多關節模組機器人。

此套關節模組,取代傳統撰寫程式語言才能作動的問題,改以圖像式導引取代,降低新手使用者的進入障礙。

此款機器人關節模組除可客製化外,也無須額外加裝外部力感測模組,透過內建AI演算技術即可偵測機器人受力程度,精度誤差< 3%。

正因為不須額外加裝其他傳感器並經由設計優化,整體重量相比同等級機器人減輕40%,且相比市售同級產品扭力體積比提高22%,意味著工研院關節模組不僅更輕、還能舉起更重的物品,大幅加值機器人的應用層面。

目前此套模組已技轉至精密機械大廠,實際運用於生產線上,未來技術團隊也將持續朝能舉起更大公斤數的機器人關節模組進行挑戰。

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