結合機器人靈巧性與機械定位以提升複雜組裝效率

由左至右：FANUC LR Mate 200 iD、KUKA KR QUANTEC 以及 ABB 的 IRB 6700。| 來源：FANUC、KUKA、ABB Robotics

業界專家預測，在持續的顛覆性技術進步驅動下，機器人產業將迎來顯著成長。儘管自動化仍是首要目標，但專家們越來越強調機械定位在決定機器人機動性、運作範圍及速度方面所扮演的關鍵角色。

若能更全面地考量這些特性，將能顯著提升自動化組裝流程的效率。

精準定位與元件如何提升機器人技術

精準定位是機器人成功的基礎，既界定了其能力，也限制了其發展。無論內部組件的功率或靈活性如何，每台機器人皆只能在固定的工作範圍內運作。

每台機器既受其機械系統（包括關節和致動器）所限制，同時也因這些系統而得以運作。此外，先進的定位系統能讓每個組件發揮最佳效能，使這些應用在現代生產中不可或缺。

線性傳輸系統

線性傳輸系統能擴展機器人的有效運動範圍。這些系統（包括線性傳輸單元與機器人傳輸單元）可促進機器人沿指定軌道平穩移動。 利用此類機制來多樣化運動方式，使大型專案（特別是在航太與國防領域）得以主要透過機器人輔助來執行。與固定式機器人不同，移動式機型能夠在龐大的組裝環境中穿梭，並更輕鬆地執行多項任務。當今的領先機型已具備第七軸移動能力與快速部署功能。

旋轉分度台

旋轉分度台是提升重複性製程中精度與速度的關鍵組件。當其整合至機器人中時，可於組裝過程中實現快速旋轉運動。這些分度台能讓機器人同時執行多項任務（例如組裝、包裝及品質控制），從而大幅提升設備效能。

先進工件定位器

多軸工件定位器使機器人能夠以各種方向移動，而非固定在單一基板或底座上。若機器人能超越其機械臂的活動範圍進行旋轉，或以特定角度接近組裝件，便能處理更複雜的任務。

在航太與汽車等產業中，零件往往具有特殊形狀與幾何結構，機器人能更有效地在空間中移動，並承接原本需仰賴人力的任務。

基於視覺的定位與補償

包括軟體以及感測器和攝影機等周邊設備在內的各種因素，共同決定了機器人的動作。基於視覺的機制對於實現設備的即時反應至關重要。

若感測器偵測到障礙物，機器人便能據此調整位置。長期下來，反覆調整可能會導致較大的對齊誤差，但技術人員可透過管理系統和軟體控制，定期檢視這些指標並確保一致性。

機器人創新案例研究

這些機器人及其製造商，充分展現了機械定位的重要性，以及其對靈巧度與機動性的影響。

FANUC 與 LR Mate 系列

FANUC 是工業自動化的先驅。該公司開發了 LR Mate 系列緊湊型機器人，用於輔助組裝電子產品和醫療設備等複雜產品。 一家名為 Pentaflex 的金屬沖壓公司，運用 FANUC 的技術來改善其既有生產線的組裝流程與效率。透過嫻熟的實施與定位技術，該企業不僅成功降低每班次的人工投入，同時也使生產線更具靈活性。

應用於複雜產品組裝的 FANUC LR Mate 200iD。| 來源：FANUC

KUKA 與 KR QUANTEC 系列

德國機器人製造商KUKA專為重型應用開發了KR QUANTEC系列。該系列專精於線性傳輸，有助於組裝大型汽車或建築產品。

Meiller Aufzugtüren 是一家門板製造商，以承接大量客製化訂單為傲，無論批次規模大小皆可承接。該公司導入 KR QUANTEC 機器人，藉此維持焊接工序的生產效率。兩台配備前所未有工作半徑的基座式機器人，充分展現了智慧定位的優勢。

在這些作業空間中，機器人能夠執行點焊、成形、沖壓等多項作業。透過為每筆訂單施加一致的能量，使每項客製化訂單都更加精準。

兩台 KUKA KR QUANTEC 機型共同執行焊接作業。 | 來源：KUKA

ABB 與 IRB 6700

ABB 開發了 IRB 6700 多軸機器人，旨在讓製造等任務更容易實現自動化。它是日本最新創新成果——一座 3D 列印火車站——背後的關鍵推手。 其垂直噴嘴的定位設計，使得操控砂漿來設計構件變得輕而易舉。IRB 6700 還具備七軸運動能力，即使在非理想的表面上，也能建造更複雜的結構。

僅花費一週時間，它便設計出一座既實用又美觀的結構，且能在六小時內完成建造。此類機器的靈活性與精準度，在設計常見的固定裝置時，可節省時間與成本。

ABB 的 IRB 6700，配備七軸運動系統。| 來源：ABB

協作共築的未來

每家製造商的未來，取決於其可擴展性以及對自動化解決方案的採納程度。數位轉型正讓競爭對手間拉開差距，而機器人技術的各個面向——例如機械定位——則影響著自動化組裝作業的每個環節。

若能優化機械定位系統，並使其與人工智慧及機器學習等未來技術實現互通，機器人便更有可能實現創新者所承諾的效益。屆時，協作機器人與人力之間的協同效應，在競爭力與生產力方面將無與倫比。

關於作者

Lou Farrell 身為《Revolutionized》雜誌的資深編輯，多年來持續撰寫關於機器人、運算及科技領域的專題文章。他對所報導的主題以及寫作本身都懷抱著極大的熱情。

本文經授權刊載。