技術應用技術應用

疫後新時代,協作機器人如何幫助企業轉型?

疫情衝擊 協作型機器人會是你的新同事嗎?

高齡少子化的影響、再加上新冠疫情的避免「三密」(密閉、密集、密接),讓日本製造業引入自動機器人的意願前所未有。包括成衣大廠優衣庫(Uniqlo)早在2019年,就已經使用機器人進行倉儲與折衣作業,與人類員工一起作業;主要進行牙膏代工的Nippon ZETTOC也藉由導入協作機器人(Cobot),在缺工潮中反提高了30%的包裝生產力。

「協作型機器人」,指的是能在人類旁邊工作的機器人。傳統用於零件組裝的工業機器人因為依照一定工序高速運行,因此需要與人類保持一定作業距離,避免危及人身安全。

但,協作機器人由於有傳感器可以偵測周遭人員及物體,即時停止,因而能夠在提高效率的同時又保證安全。

由於作業及人力判斷的必要性,機器人終究無法完全取代人類,因此比起全自動機器人,協作機器人可能是疫情後機器人市場成長最快的領域。 

Cobot、AGV和AMR的技術關鍵-伺服驅動器

對於面臨高齡少子化、勞動力不足困境的台灣企業,協作型機器人(Cobot)與AGV(自動引導車)和AMR(自主移動機器人)能夠讓人力專心從事高附加價值產出的工作。

由於需要考慮共事人員安全,因此具有快速回應指令、可以頻繁變換目標速度、追蹤目標位置特性的伺服馬達被廣泛運用在Cobot與AGV、AMR中,也成為讓Cobot提升性能的關鍵零組件之一。

來自德國的Synapticon研發出高度集成伺服驅動器Circulo和Node。
Circulo將伺服驅動器、制動器、編碼器與安全機能一體化,節省了四項機能的空間,且安全模組附有SIL3、PLe、CAT.3認證。 

Node則是微型高功率伺服驅動器,在更動馬達模組結構的最小限度條件下,Node可以提供最佳選擇。

項目Circulo 7Circulo 9Node 400Node 1000Node 2000
機能伺服驅動器
制動器(Optional)-
編碼器(Optional)-
安全模組(Optional)
專利技術MPD Control
支援軟體OBLAC 馬達調控
規格標準輸出24~48V DC12~48V DC
最大輸出60V DC60V DC
額定電流RMS8A20A13.2A33A36A
最大電流RMS24A60A13.2A33A66A
定額輸出功率250W630W415W1040W1200W
最大輸出功率750W1850W415W1040W2080W
厚度(mm)21.322.3不含安全模組:23,含安全模組: 27.7
重量(g)9213396
控制介面EtherCAT

讓Cobot高效能、高安全、降成本的關鍵

Circulo與Node使用了以下幾項關鍵技術,幫助Cobot提升性能:

1: 電流輸出最效率化MPD Control技術
運用專利MPD (Model-Predictive Deadbeat Field-Oriented) Control技術,降低伺服驅動器的電力浪費,抑制熱能的產生。

2: 完善的安全機能
考量Cobot對安全運作有更高的標準,在Circulo上追加安全模組,除了原有的STO和SBC,更支援達10多項的安全機能。

3: 馬達模組總成本降低30%
搭載Circulo後的馬達減少30%以上的空間負擔,並運用FSoC (FailSafe over EtherCAT)精簡配線。因搭馬達模組零件數減少,且多機能集成並調控已完成,為硬體、組裝、庫存管理與售後服務的成本帶來優勢,節省30%的工時與成本。

4: 提供免費調控軟體,無須自行開發
Synapticon提供免費馬達調控平台OBLAC。使用CiA402 Drive Profile執行編碼器校正、電流相位、速度、力矩、定位、齒槽轉矩等的調整。 

在自動化設備小型輕量化、省能源化和高效能化的趨勢之下,Circulo和Node不僅能夠解決Cobot 、AGV和AMR的馬達模組體積龐大和熱能的問題,也為企業主帶來減少電力浪費、降低硬體成本與組裝工時的效益。隨著Cobot 、AGV和AMR的市場規模的擴大,輕量且高集成的伺服驅動器將成為潮流。