【工業4.0】工廠自動化當紅功能:機器手臂、AGV、AOI

作者:葉佳錚

目前已有許多國家,包含:德國、日本、美國、台灣等,皆全心投入「工業4.0」,也就是俗稱的第四次工業革命。當物聯網、大數據、人工智慧、雲端逐漸改變人類的生活,甚至走入生產線的上、中、下游時,會呈現什麼樣貌呢?

藉由自動化機器來減輕人員勞動力、提升生產效率,早已成為許多公司與工廠營運時,不可或缺的設備,包含運用自動化生產流程的機械手臂、協助物流進行倉儲作業的無人搬運車(AGV),以及可提昇產線良率的自動光學檢測(AOI)等,都是自動化結合人工智慧、語音、視覺識別等技術,所發展出來的自動化設備。

人機協作,共振產業

在智慧工廠當中,針對機械手臂的應用已經五花八門,以六軸機械手臂為例,其高速度、高精度、低震度等特色,除了可以大幅提升產能、協助物件執行精密的組裝之外,也能夠在快速到達定點後,馬上恢復穩定狀態並持續運作。

為了滿足客戶愈來愈多樣的需求,機械手臂也結合機器視覺,在根據不同產品以及不同的加工模式下,使用者可以藉由更換夾爪、料盤等,以提高機械手臂在物件上的夾取便利性。

此外,機械手臂也具有能滿足少量多樣的客製化優勢,能根據需求更換不同的感測器,透過自主學習、數據量測,甚至是結合ERP等企業管理系統,讓產線可以合理地量化並利用數據報表來呈現運作狀態,以提升企業營運的效能。

機械手臂的出現,有效解決產業較為複雜、危險與困難的生產流程,而人類則可以從旁判斷、改良、決策等,讓機械手臂的設計更良好,進而符合每一位客戶的生產需求。

目前校園內也設有機械手臂,供學生們使用(圖片來源:聯合新聞網

AGV無人搬運車,貨物搬運的救星

不論是倉儲業、製造業、碼頭、港口等,都有貨物搬運的需求,為降低人力成本,許多公司作業流程中皆引進無人搬運車(Automated Guided Vehicle,簡稱AGV),希望能藉由其高效能、準確、靈活的特性,快速且順利完成物料搬運任務。

AGV是透過電腦或電磁軌道來控制其行進的路線及動作,具有自動導向功能的AGV,可以在不需要人力的引導下,就能照著預定的路線行駛,並將貨物順利運送到目的地。廠商也可以同時運作多台AGV,規劃出更有彈性的物流搬運系統,依據不同的生產流程來調整搬運路線,大幅提升生產的可變化性和企業的競爭力。

AGV已成為廠商在貨物搬運上的得力助手(圖片來源:PTT新聞

AOI自動光學檢查技術AI化

在產線上也相當受到重視的另一自動化技術,即是自動光學檢查(Automated Optical Inspection, 簡稱AOI),這是一種高速高精度的光學影像檢測系統,運用機器視覺做為檢測標準技術,可改良傳統上以人力使用光學儀器進行檢測的缺點。

AOI的技術近來也因AI熱潮而有新的進展,以工研院在今(2019)年台灣機器人與智慧自動化展首度公開的智慧砂帶機為例,即強調其「亮面瑕疵檢測系統」能突破傳統僅具備2D或3D的視覺檢測功能,該系統透過人工智慧、影像辨識,並搭配「線上即時3D視覺檢測系統」,可以代替人員檢測大範圍、高曲度的物件,並完成多樣化的產品檢測需求。

工研院所展示的「智慧砂帶機」(圖片來源:傳動與控制科技論壇

結語

近年來,製造業面臨缺工、人力成本居高不下的問題,改由自動化設備來協助或替代人力,已成為業界趨勢。將機械手臂、AGV、AOI等自動化設備加入生產流程中,能提供更一致、更可靠的量產結果,進而讓生產線效率大幅提升、增加營運效益。

由工業4.0所打造的未來工廠樣貌已如火如荼地成型中,相信藉由人類和機器的協同工作,一定能為製造業帶來一股新氣象。

(本文轉載自vMaker台灣自造者原文連結

葉 佳錚

熱愛文字,享受由文字描繪出的真誠與情感,喜歡記錄生活中的美麗與醜陋。
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