机器人自动化推进制造业转型

http://cn.newmaker.com 2015-8-13 13:38:00 佳工机电网

从传统制造至3C代工，单条生产线每日人力需求，少则数十，多则上百，因为接单状况变动起伏不定，导致人力需求变化剧烈，为保障生产作业平稳，多数行业急需导入机器人产线，透过生产自动化与人机协作的方式，降低人力需求，同时提高生产效率。

机器人产线涉及广，并非单凭机器人便能完成。从生产设备机构设计、流水线设计的系统整合，设备间的通讯整合，乃至工厂监控、生产管理、客户关係管理等系统的资讯整合，都需要纳入规划，通盘考量。近来政府倡议的「生产力4.0」，便是汇聚物联网、智慧机器人与虚实整合系统、以及巨量资料等技术，打造整合作动控制，讯号感测、资料处理与智慧决策的智慧自动化生产系统。

EtherCAT助力打造自动化机器人产线

新汉物联网IoT智动化事业部总经理Joe Lin说：“机器人产线上线投产，不仅机器人动作需要缜密规划设计，还有赖EtherCAT主站分散控制、协调产线周边设备配合，如此一来，自动化机器人产线方能满足客户对速度与精度的期待。”

以湿纸巾生产为例，每条生产线一般配置12-15名作业员，其中程序繁琐的后端密封作业，便安排了8名人力。因此新汉受客户委托设计的自动密封系统，除了采用Delta机器人，还搭配了EtherCAT主站，从中协同PLC控制系统、传送带系统、感测装置、喷胶机、贴标机等设备。该系统导入后预计可减少约3分之1左右的人力需求，生产速度也高出原先的人工作业，每秒产出超过1包，甚至上看1.5包的湿纸巾。是故除了溼纸巾产线外，该公司还有意将此模式复制至其余产品的生产线。

Lin指出，一条生产线上，从机器人到设备机台到输送带，布满了诸多控制节点。为确保各控制节点间协作顺畅，EtherCAT主站会实时截取诸多控制参数，在作业时不断修正调整，加上同步误差小至以微秒(μs)计算，每个动作的循环週期短，亦可即时、动态微调各控制节点，进而提升整体生产效率。

强调资讯、通讯整合，产线资讯无所遁形

环顾制造业，除民生用品纸业者急需降低人力因素对生产作业造成的滋扰，3C制造业为加强工厂管理，同样对自动化产线需求殷切。不同的是，3C制造商经年累月添购的PLC控制系统，集合市场各大厂牌，使用的通讯协定不尽相同，导致系统间资讯难以互通。所以虽能针对个别产线做控制调整，若只从宏观的角度调配整座工厂的生产线，资讯整合仍多依赖人工抄写、输入，旷日废时。

所以可转码各式现场总线(Fieldbus)通讯协定、串联各系统的闸道器，自然担纲自动化产线的重要枢纽。闸道器打破了PLC系统的通讯壁垒，让资讯得以汇流。无论是在现场操作主控台，或者从远端登入人机介面(HMI)平台，便能综览制程参数、生产资讯，据以奠定大数据分析、决策制定的基础。

为打造自动化产线，新汉自行开发的EtherCAT主端介面(Ethernet Master)，具备高兼容性，可控制众多厂牌多达60款PLC、EtherCAT驱动器、I/O等控制单位，另结盟国内外公司，整合机器人、现场总线通讯、控制软体与HMI平台等技术，提供工业物联网最后一英里的关键方案。新汉提供自动化产线整合服务，协助客户规划、设计、开发的自动化产线，现已获得传统制造业与电子制造业的青睐。

为鼓励机器人应用发展，近期新汉推出自主开发机器人套件，6 轴机器人所搭载的开放式控制平台，可让公司自行撰写控制运算法则，实现人机协作的理想。