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機械手自動化設備 幫助您的工廠進入工業4.0

台灣產經新聞網/商情推薦 2021.12.21 00:00
新聞圖片

「工業4.0」是近年製造業的熱門話題,亦即第四次工業革命,其核心概念是「數位化的工業技術」。工業 4.0 的基礎是工業物聯網(Industrial Internet of Things,IIoT)的萬物互聯,加上網宇實體系統(Cyber-Physical Systems,CPS),即電腦演算法監測和控制機械、機器人及車輛等實體設備的智慧、自動化系統。

 

工業4.0的建設當然並非一蹴可幾,許多製造業已經逐漸導入的機械手自動化設備,就是協助工廠體驗工業4.0的良好步驟!

 

機械手臂簡介

 

機械手臂通常是可以程式化的,具有模仿人類手臂功能的機械裝置。機械手可以是整個機構的總和,也可能是更複雜機器人的一部分,機械手最重要的兩個特點,為「驅動方式」以及「自由度」

 

A、驅動方式

 

1、氣壓驅動:以壓縮空氣作為動力來源,具有結構簡單、動作迅速、汙染性低等特性。但因為空氣為可壓縮性的流體,精確定位(速度控制)較為困難,且抓舉力量較小。

 

2、液壓驅動:液壓是驅動許多重型機械的動力,大型機械手臂通常也是液壓驅動,也能輕鬆達到破千牛頓(幾百公斤以上)的抓舉能力,例如製造汽車、飛機的生產線,抓取外殼類的重型零件,就需要液壓機械手。

 

但液壓需要一定的工作溫度,且對結構密封性要求嚴格,一但液壓液外漏,可能嚴重汙染產線。

 

3、電力驅動:中小型機械手臂以電力作為主流驅動方式,因為電機的反應速度快,能夠提供各種反饋信號,因此能夠程式化為各種控制方案,也方便檢測。

 

現代化的直流無刷電動機或直流伺服電機的驅動力能做的相當大(幾百公斤級),通常還必須加上減速機構,因此也有改良型的低轉速電機,無減速機構可以直接驅動,簡化結構並提高控制精度。

 

B、自由度

 

機械手的連桿通過關節連接,允許旋轉運動或平移(線性)位移,各個環節可視為形成一個運動鏈,而一個環節有幾個可自由針對座標體系運動的能力,稱為有幾個「自由度」。

 

例如機械手可以針對座標系統,進行三個旋轉與三個平移動作,則此機械手就有6個自由度。

 

自由度是機械手的一個重要技術指標,它是由設計結構決定的,並直接影響到機器人的機動性,根據研究有「7個」自由度,就能模擬人類手臂的動作。

 

自由度越多,當然能夠增加機械手的靈活性,但也不是越多越好,因為機械結構會越來越複雜

 

彈機械手運動鏈的末端稱為「末端執行器」,功能類似於人的手掌,但不一定都是手的形狀,所以有哪些結構,或幾個自由度,並無固定。

 

機械手臂於工業4.0的應用

 

工業4.0的趨勢下,工廠自動化/智能化已經是不可擋的轉型方向,而自動化是變革的主要基石,機械手就扮演其中的要角。

 

機械手目前已經在汽車工業、機械、電子等產業大規模應用,近年更拓展到農業、醫療、服務業等領域,並朝向更多應用面向展開。

 

例如機器手臂整合前後端自動化設備,涵蓋包裝、充填、選別、檢測、貼標…等機械後,整個產線就幾乎不需要人工介入。

 

機械手也可以取代人工進行危險或骯髒、辛苦的工作,以焊接為例,機器手可24小時不停焊接,沒有勞基法問題,有效節約人力成本。且操作者不需要接觸焊接高溫與焊接時的電弧閃光,公安更有保障。

 

更重要的是焊接機械手的運作可程式化,因此在每一個焊道上的焊接參數都固定不變,大幅度提高焊接品質。

 

而全球大規模疫情,也使許多行業出現人力短缺,或需要彈性調配人力的情況,相關產線如果使用機械手這類的自動化設備取代人力,就能在其供應鏈中建立彈性。

 

此外IT科技與物聯網的發展突飛猛進,未來甚至可能由自動化設備直接管理/控制機械手,無需太多人力介入的情況。

 

引領您快速進入機械手自動化生產的優質廠商

 

對於大部分產業,工業4.0還是稍微遙遠的願景,如何利用機械手協助其產線自動化,甚至智能化,才是當務之急!在國內廠商中,富豪電機(BARLOAD)就是協助企業建立機械手產線的箇中翹楚!

 

富豪機電在成立十數年間不惜重資投入研發,現已開發完成上百款產品,並獲得世界各國數十項專利證書及認證。自動化產品業已銷售全球五十餘國家,並與當地實力堅強的機床公司及代理商合作,建構嚴密健全的行銷通路及售服聯網。

 

富豪機電在研發設計(機械、程式編成、機電一體化)生產組立、品質檢驗、業務營銷、機台安裝、售後服務、全球營銷合作通路及產品售後服務聯網等…以一條龍組織團隊及產品售前售後的支持、提供使用客戶最完善的保障。

 

以下簡介三款由2~8軸控制的機械手,詳細規格或需要客製,請洽詢官網。

 

BR02TIKYHF型:

 

為2軸控制機械手,特色為單手臂、雙邊行程,一機通用於2台車床,具有氣壓夾爪缸及氣壓轉位模組。可選配Y軸、陣列式迴轉盤、氣壓夾爪缸及伺服轉位模組、成品輸送帶、轉向裝置。

 

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BR03T2SP型:

 

為雙手臂結構,6-8軸控制機械手,附SP抽取式陣列盤、氣壓夾爪缸及氣壓轉位模組。

 

特性為高性能電控系統,電控系統採用高級電子元件組成,控制性能穩定可靠。控制系統附有電子手輪,使手臂動作校準更方便、更精準。

 

可選配成品輸送帶、氣壓夾爪缸及伺服轉位模組。

 

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BR04THR型:

 

4軸控制機械手,單手臂,雙邊行程,標配氣壓夾爪缸及氣壓轉位模組,一機適用於2台铣床,堆疊式迴轉盤,一次完成兩段加工。

 

具高性能電控系統,即電控系統採用高級電子元件組成,控制性能穩定可靠。控制系統亦附有電子手輪,使手臂動作校準更方便、更精準。

 

可選配成品輸送帶、氣壓夾爪缸及伺服轉位模組。

 

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更多產品與詳細資訊請見官網:http://www.barload.com.tw/index.htm

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