一年一度的台灣製造業盛會「2019台北國際自動化工業大展」上月於南港展覽館開幕。延續過去幾年的智慧製造議題,今年展會以展中包含工業機械手臂、機械手臂關鍵零組件、工業物聯網、工業自動化軟體、機器視覺檢測與AI人工智慧等產業核心主題,為國內集結最具規模的工業類型展會。
進入工業4.0時代,轉型升級將帶來生產靈活度的提升,如何有效提升產能、節省成本,並即時管控工廠運作狀況成為製造業的挑戰。
本刊今年也走訪了多家關鍵的亮點廠商,為讀者帶來第一手的展場報導,透過這些領導業者的新品和最新解決方案,一窺未來自動化和智慧製造的最新趨勢。
史陶比爾
圖1 : 史陶比爾集團(Staubli)在今年展會中引進兩款全新6軸/4軸工業機器人系列首度亮相。(攝影/陳念舜) |
|
來自瑞士的機器人大廠史陶比爾集團(Staubli)引進兩款全新6軸/4軸工業機器人系列首度亮相,除了皆採用模組化設計,重量更輕且減少佔用空間、延長維護週期;以及自家專利JCS驅動技術,可實現極短週期時間和超高重複定位精度之外。
且為了滿足所有客戶需求提供最佳解決方案,讓使用者僅須針對標準型機器人稍作調整,即可用於特殊環境,從而搭配掌握不同產業Domain knowledge的在地系統整合商,擴展其應用範圍,史陶比爾還提供開放軟體環境SRS(Staubli Robotics Suite)2019年版本,可讓使用者或系統整合商在整線/規劃前,進行3D模擬編輯程式或機器人本體運行狀況。
史陶比爾台灣公司業務經理王國書強調:「對於周邊連結設備的開放、彈性,也是史陶比爾機器人的特色之一!」展覽現場還搭配SOLOMAN公司的3D視覺系統和Intel相機,展示可用來取放不規則物件功能。
東佑達
圖2 : 東佑達自動化科技公司在今年台北國際自動化展首度以完全MIT自主整合的USB組裝產線,示範其充份掌握控制系統及關鍵零組件的實力。(攝影/陳念舜) |
|
面對近年來各國競相投入貿易戰,讓全球供應鏈支離破碎,亟須台灣廠商展現自主應用實力。東佑達自動化科技首度以MIT完全自主整合的USB組裝產線,示範其充份掌握控制系統及關鍵零組件的實力,包含供料移載、零配件組裝、USB燒錄與客製噴印、端蓋組裝,直到最後包裝、移載取出等不同工站製程。
且因為該USB自動化組裝產線設備皆採用同系列驅控器,對應東佑達DC.步進/伺服、AC.伺服馬達等傳動產品,產品多樣且完整;並透過網路通訊模組同時控制16軸,毋須布線執行運動控制,而能有效減省配線、空間,以及各種產品整品通訊整合的處理時間與問題;並支援多元、彈性的上位控制介面,如Pulse控制、I/O控制、通訊控制等,不必屈就其他品牌有限選擇的產品。
各站別機台也都搭載東佑達系列產品,包含電動滑台、電動缸、電動夾爪、旋轉缸與線性馬達機械手等傳動元件,可分別進行定位、移載、夾取、推壓、推升及旋轉等動作。搭配今年最新發表的超小型伺服電動缸系列,其將中空伺服馬達及本體採一體化設計,減少尺寸體積,東佑達也展出多款線性馬達模組解決方案。
高明鐵
圖3 : 高明鐵至今已陸續完成零件、運動單元、單軸模組、對位模組、次系統等高度整合的產品線布局。(攝影/陳念舜) |
|
為迎接工業4.0浪潮帶動下,讓現今製造業生態分別朝少量多樣化、大批量客製化不斷演進,產品生命週期隨之縮短,要求生產線提高彈性因應。相關自動化設備及零組件供應商也必須布局完整產品,才能充分滿足使用者需求。從提供關鍵零組件起家,到次系統整合持續轉型的高明鐵企業展現最佳化解決方案。
現場共分為3大專區發表新品,最前面的自動化元件專區,集結該公司氣動類元件與今年首度亮相的線性馬達,可讓使用者在氣動、電動驅動模式上有更多樣化選擇;以及2016年新推出的電缸產品與滑台組成的第二區;最後一區便是該公司驅動器與應用,所提供軟體安裝程式讓首次操作的人員也能輕易安裝,並搭配電動缸模組使用。高明鐵企業表示,該公司憑藉早期從事精密沖壓模座及模具零配件製造的基礎,進而延伸精密元件技術,不斷提升產品的深度與廣度。
台灣雄克
圖4 : 台灣雄克公司發表系列電動、氣動夾爪,或可解目前部份國內外機械廠商在建立工安機制的燃眉之急。(攝影/陳念舜) |
|
適逢展前傳來勞動部職安署公告將工業機器人納入機械安全源頭管理一事,引發業界譁然,惟究其主因便在於依勞動部統計2018年一般動力機械占職災肇因媒介物第二名所致,更可見工安的重要性。台灣雄克公司發表系列電動/氣動夾爪,或可解目前部份國內外機械廠商燃眉之急。
會場展示最新首款內建電子元件的24V電動磁力機械夾爪EMH,強調經內部整合電子元件,無干擾輪廓亦毋須使用額外控制器,不必任何裝調工作,就能交替搬運多種較薄工件和板材;同時在24V電源控制時,簡化連結和接線,係利用數位I/O埠通訊驅動,不會占用控制箱的空間,得以協助使用者節省成本,並最大程度減少了接線和調校工作。
台灣雄克公司區域銷售經理施信瑋指出,電磁機械夾爪的優勢還包括週期時間,相較於普通磁力機械夾爪啟動的間隔毋須維護,且週期更快,實際磁化時間最長僅需300ms;即使發生斷電或緊急停止,工件也會被可靠夾持,不會掉落,之後只需要短暫通電即可消磁。為了提高工安的可靠性,電磁機械夾爪還會即時顯示磁力和工件吸附狀態,並透過外殼上的LED燈指示錯誤。
威騰斯坦
圖5 : 威騰斯坦在今年展場上引進於4月份德國漢諾威自動化展發表的減速機與高性能伺服馬達一體化設計產品Premo,適合要求結構緊湊、大力矩使用者。(攝影/陳念舜) |
|
近年來國際傳動元件大廠促進驅/傳動、控制系統整合趨勢已成主流,不僅有台灣滾珠螺桿/線軌大廠搭配自家線性馬達、驅動器、控制器等,整合為運動平台;或推出單軸機器人模組,方便依客戶需求彈性組合。德國威騰斯坦公司(WITTENSTEIN)持續將服務範圍從伺服傳動裝置製造廠商擴展,成為機電系統整合供應商。
威騰斯坦業務經理鍾田庫表示,目前所有自動化系統只要涉及伺服馬達、傳動元件者,就有機會導入不同類型減速機,該公司則因為系列產品線相對完整,足以滿足使用者不同需求。今年展場上引進於4月份德國漢諾威自動化展發表的減速機與高性能伺服馬達一體化設計產品Premo,估計約省下50%以上空間及耗能,換來較大出力,適合要求結構緊湊、大力矩使用者。
藉此導入最新模組化設計的無人搬運車(AGV),將機架和輪子都整合到AGV驅動輪,使得下方轉台、工作檯結構緊湊,設計更靈活,又不必費心另行蒐羅多家不同驅/傳動零組件供應商整合,大大減少研發設計初期的成本與人力;在AGV驅動器裡還有X-Y-Z方向的加速傳感器,可通過TCP/IP網路傳訊來偵測、分析AGV行駛或碰撞狀況,來確保AGV行駛順暢,同時確保最大功率密度及其安全可靠。
泓格科技
圖6 : 泓格科技現場還擺設一台與客戶合作開發的6自由度運動模擬器,可用於無人機、遊戲機或座椅模擬器等其他負載很大的運動模擬系統。(攝影/陳念舜) |
|
經過前幾年的市場推廣,這兩年來在國內外展會已可見製造業開始將工業4.0化概念化為實際行動,逐步落實於生產線。在工業通訊領域深耕多年的泓格科技持續加深布局力道,針對製造現場需求推出多種智慧化產品。在今年發表包含高精準運動控制EtherCAT、能源管理、振動感測器、工業物聯網通訊服務器與邊緣運算處理器等多項產品,打造完整的智慧製造解決方案。
泓格科技計劃處技術服務部副理吳忠賢表示,尤其今年該公司成功發表可針對多軸複合加工機業者PC-based控制器應用的Master Card主卡,再連接多個從站(Slave)I/O、步進馬達驅動模組等,且支援越來越多許多品牌大廠的驅動模組,不必再經過軸卡連結;降低PC的CPU負載,即時性與速度更快,也不會受到擴充裝置受影響。
現場還擺設一台與客戶合作開發的6自由度運動模擬器,可用於無人機、遊戲機或座椅模擬器等其他負載很大的運動模擬系統。內部整合了泓格的高效能、高精準運動控制產品,透過EtherCAT高速網路通訊技術,解決了傳統機械面臨的繁雜配線問題,未來也希望與系統整合商共同開發整合成商品。
東培工業
圖7 : 東培工業公司在今年台北國際自動化展出的威創機械手臂,於6軸便全面採用東培TD諧和式減速機。(攝影/陳念舜) |
|
面對國內外自動化工業廠商競相追逐工業4.0智慧機械潮流,東培工業為台灣第一大專業製造滾珠軸承的龍頭大廠,市占率約50%以上,並以「TPI」走出品牌之路,也善盡背後支持的關鍵零組件角色,今年發表TD減速機、高速油氣潤滑主軸軸承等高階關鍵零組件。
其優勢在於從鍛造、車削、研磨組立、鋼珠及零配件等一條龍方式生產,因此掌握為自動化產業客戶提供標準及客製化設計製造的實力,近年來更率先開發出機器人高階關鍵零組件TD諧和式減速機,目前除了滿足自家智慧工廠需求,也已逐步提供產業界小型、協作型機器人使用,更為此添購高價歐系插齒機、量測儀。東培工業公司市服部主任表示,在今年現場展出的威創機械手臂6軸便全面採用東培TD諧和式減速機,同時享有體積小、重量輕等節省空間優勢,以及背隙極小,適於要求定位精度準確的控制機構;嚙合齒數多,可達高傳遞精度需求。
同時針對市場精密軸承需求,東培現已建立BT50以下工具機主軸所用精密斜角滾珠軸承的自主開發能力,包含BT40軸承用轉速達24,000r.p.m.、開發型號150個以上。未來期許更進一步根據客戶的特定需求提供客製化解決方案,成為智慧製造解決方案提供者,與客戶、產業共創新契機。
新代(聯達智能)
圖8 : 聯達智能展示模組化自動化產線情境,盼解決過去大量少樣生產時,難以換線的難題,共由5部機台組成,每個模組都有一台新代控制器,使之容易分開獨立運作,或加入其他產線。(攝影/陳念舜) |
|
過去多年來台灣機械產業雖然穩居世界生產、出口大國,然而被視為「大腦」的控制器始終受制於歐日系品牌廠商,即便曾有工研院大力推廣自製PC-Based控制器,仍難以普及,而被長期垢病為「無頭產業」。新代集團則除了擁有深厚的工研院技術背景,近年來更成立了聯達智能公司,期盼能藉此打造數位平台以突破僵局。
在今年展會首站演示的情境中,聯達智能聚焦於在全球工業4.0趨勢下,製造業更積極關切少量多樣、大量客製化生產的議題,提供模組化自動化產線,解決過去大量少樣生產時,難以換線的難題。且符合剛開始接觸自動化的傳產中小企業想法,通常無力一次購足所需設備,而是分階段採購,先取得成功經驗後,才有信心繼續。
聯達智能公司營銷總監姜繼宗進一步指出,該展示情境共由5部機台組成,每個模組都有一台新代控制器為核心,使之容易分開獨立運作,或加入其他產線;亦可通過連線ERP系統,查看庫存材料、零件是否足夠,只要達成資料可視化,甚至能用來預估產能搶單。由於同屬新代控制器,聯達還能協助客戶藉雲端軟體到每個控制器裡擷取資料,檢視加工歷程數據、分析,以確保良率;進而從遠端遙控修正、更換工件、刀具,讓人員不必穿過圍籬操作也較為安全。
精浚科技
圖9 : 鏈帶/非鏈帶(保持器)共軌針對客戶的特殊應用需求,讓客戶方便選擇,而不必整組更換,或改變原有設計和空間,這兩年也切入國內外電動夾爪市場應用。(攝影/陳念舜) |
|
近年來台灣傳動元件大廠受惠於自動化需求,不斷擴大規模,上櫃上市者絡繹不絕。但規模相對不大,成立時間較短的精浚科技,透過與眾不同的產品布局策略,已有生存的一席之地。在南港展覽館一館J602參與台北國際工業展,展示的主力產品包含線性滑軌、滾珠螺桿、線性滑台、奈米級壓電定位平台與移液系統等。
精浚科技公司董事長室協理張若軒表示,有別於現今國內外傳動元件製造大廠都為自家客戶如工具機、木工機、倉儲、自動化應用而設計專用尺寸、功能,但通常差異不大,該公司的線軌產品特色在於配件多樣化、共軌設計利於庫存靈活管理,並可提供客製化服務。
例如BG系列線軌採用非鏈帶/鏈帶(保持器)的共軌設計,便是針對客戶的多元化應用需求,讓客戶方便選擇搭配不同型式之滑座,而不必整組更換,或改變原有設計和空間;且因為鏈帶(保持器)對於鋼珠包覆性佳,在循環過程中的潤滑效果好,使之低噪音、運行順暢,得以減少鋼珠磨耗、延長使用壽命,這兩年也成功導入國內外知名電動夾爪品牌供應鏈。
建暐
圖10 : 目前建暐主要回到供二、三次元量測儀老本行,今年還加入工業機器人,以同時實現自動化量測,分辨不良品。(攝影/陳念舜) |
|
對於台灣量測設備廠商而言,也不僅止於提供量測儀器與服務之外,現在還要強化自製能力,才能滿足不同產業客戶需求,進而如歐系研磨機械製造廠商,提供生產與量測的完整解決方案,建暐精密科技也在今年台北國際自動化工業展南港一館I308展示相關產品。
建暐精密科技公司副總賴秀華表示,該公司目前主要提供二、三次元量測儀老本行,今年還加入工業機器人,以同時實現自動化量測,分辨不良品。以及近年來積極發展的高精度內/外齒研磨機、治具研磨機,以及CNC立式磨床、立式龍門型切削加工中心機等。
若有客戶想製造減速機,也可能會一併採購建暐立式磨床、治具研磨機、內外齒輪研磨機及量床掃描是否符合原始設計的完整生產量測方案? 賴秀華指出,該公司除了善用PC-Based控制器較容易外接功能;且自製的VR滑軌剛性較強,主要用於量測儀或小型機台;交叉滾齒軸承方便組裝且精度高,主要用於該公司立式磨床。
台灣三豐
圖11 : 台灣三豐儀器公司董事長兼總經理田中朋夫表示,今年首度參展公開的三次元測定機Mi STAR,採取有別於傳統龍門型三次元測定機的懸臂式設計,可承受0~40℃大幅溫度變化,精度還能維持2.2μm。(攝影/陳念舜) |
|
面對當今工業4.0智慧製造潮流的最重要特徵,便是如何加速實現在製程中達成100%全檢的理想,而這往往受制於生產現場嚴苛的環境條件考驗。台灣三豐儀器今年設立自動化設備與IoT量測數據管理專區,以發表最新引進的精密量測儀器與技術。
既強調在無人化的概念基礎之下,包含最精密的量測機台與AI智能化的量測軟體,皆可以透過自動化的設定,透過系統整合能力提供客戶產品全方位的量測需求服務,介紹適合機台或分享成功案例;還強調能克服使用者現場充滿高溫、油汙的嚴苛環境,革新製程並有效提升產能與品質,實踐三豐「信賴性、效率性、操作性的產品貢獻社會」的研發理念。
台灣三豐儀器公司董事長兼總經理田中朋夫表示,2013年到台灣上任後便持續參展,到了今年展示規模最大,在自動化設備展區,便有今年首度參展公開的三次元測定機Mi STAR,採取有別於傳統龍門型三次元測定機的懸臂式、高剛性設計,旁邊預留空間大,
松下產業科技
圖12 : 松下發表自日本原裝引進來台的印刷電路板(PCB)智慧製造示範產線,利用IoT科技實現製程可視化目標。(攝影/陳念舜) |
|
現由日本松下電器產業100%投資的松下產業科技,向來以『用心、信心、感恩心』的服務信條,貫徹永續經營的目標;並積極培養國際性專業人才、引進最新科技商品,促進台灣產業升級。今年發表自日本原裝引進來台的印刷電路板(PCB)智慧製造示範產線,利用IoT科技實現製程可視化目標。
松下產業科技公司自動化營業課副課長陳雨男表示,該產線共包含印字、影像檢查工程,以整合該公司雷射雕刻機、影像處理裝置產品,量測檢查工程,展示接觸式變位感測器,以量測PCB上不同工件的高度、位置,再通過影像辨識排除不良品;除靜電、粉塵工程,則以靜電消除器為主,且所有製程都分別通過EtherCAT、IO-link連線,以用於遠端即時監控,前者更適於傳送大量影像、後者較受歐美市場客戶歡迎。
此外,該公司FP7系列可程式控制器(PLC)附贈的Web Server功能,也屬於IT+OT結合控制與情報的應用之一,只要使用者將經過PLC驅動、蒐集、儲存的資料上傳電腦、雲端、伺服器,毋須專用軟體,就能分層開放供其他部門在外透過瀏覽器監控及控制PLC;並透過e-mail監控裝置的稼動情況或日報,人不在現場也能實現可視化。
CC-Link
圖13 : CC-Link IE TSN現還提供多樣化開發手法,普及各種機器裝置,今年在會場也有合作夥伴率先發表符合CC-Link IE TSN協議的成熟商品。(攝影/陳念舜) |
|
為了活用各種乙太網路通訊、高效能驅動機器裝置要求,同時需要整合具備高速、穩定地控制通訊,與上傳IT系統時大容量OT生產現場數據的資訊網路,成為不可或缺的因素,而使得各種機器裝置安裝通訊協議等市場需求正不斷增加。CC-Link協會亦大幅提升既有CC-Link IE性能與機能,採用在工業乙太網路增訂的TSN(Time Sensitive Network)技術網路,進而開發「CC-Link IE TSN」,實現FA(生產現場)與IT的融合,成為更加開放的工業現場網路。
尤其現今雖然有多種工業乙太網路協議被應用,卻存在著即便由閘道器、通訊電纜線等構成要素,仍須採用獨特規格元件以保障即時通訊。CC-Link協會事務局長陳重光指出:「CC-Link IE TSN既承襲CC-Link IE特性外,還透過時間分割來實現即時通訊,得以在同一主幹網路裡,混合多重相異網路;進一步利用高效率通信協議,實現高速、高精度的運動控制。」
值得一提的是,CC-Link IE TSN現還提供多樣化開發手法,普及各種機器裝置,今年在會場也有合作夥伴率先發表符合CC-Link IE TSN協議的成熟商品。未來將進一步擴大適用領域為目標,著手開發可解決CC-Iink IE安全通訊機能需求;並通過開發對應光纖電纜線,拓展長距離和抗高干擾需求的領域。
四零四科技
圖14 : 四零四科技以「擘劃OT/IT整合與防護藍圖 開啟智慧工廠AIoT新紀元」為主題展出各式解決方案。(攝影/王明德) |
|
工業通訊大廠四零四科技以「擘劃OT/IT整合與防護藍圖 開啟智慧工廠AIoT新紀元」為主題,展出包括邊緣串列設備、Modbus設備、工業資料採集模組、工業物聯網閘道器…等物聯網資料傳輸至雲端解決方案,其中又以ICS Security Box新世代工業控制系統網路入侵防禦解決方案,成為業界焦點。
四零四科技指出,隨著工業物聯網落地速度的加快,製造系統的資安問題逐漸浮現,ICS Security Box提供了全面性的保護機制,避免工廠中PC Based設備受到外界惡意攻擊。
ICS Security Box的外掛式設計,可讓工廠系統在短時間內就完成佈署,提供雙向的資安保護,所有的資料存取都必須經過授權方能存取,並以可視化機制讓管理人員快速掌握製造系統的網路狀態。此外透過四零四科技的MXsecurity與Web控制台,讓不具備IT技術能力的OT管理人員,也可輕鬆管理製造設備的網路資安,並提升其工作效率。
貝加萊工業自動化(B&R)
貝加萊今年展出了一系列自動化產品,其中又以ACOPOStrak與SuperTrak兩項磁浮式輸送生產線最為吸睛,貝加萊指出,工業4.0強調彈性化生產,傳統生產線上的輸送帶均為機械式,難以因應多樣化生產的彈性變動需求,貝加萊的磁浮式輸送生產線只要透過智能化開發平台,即可調整輸送帶的速度、停止時間、定位、動作等,其磁浮與模組化軌道設計,更讓生產線的輸送帶調整彈性十足。
圖15 : 貝加萊今年展出一系列自動化產品,其中以ACOPOStrak與SuperTrak兩項磁浮式輸送生產線最為吸睛。(攝影/王明德) |
|
這次展出的ACOPOStrak單站載重可達2公斤,生產管理人員透過模組化軌道特色,彈性設計出可分軌、合流的生產線,SuperTrak則為不分流的環狀固定式軌道,其單站載重為10公斤,透過貝加萊的磁浮式輸送生產線,工廠可大幅強化換線速度,以3C產品為例,其換線時間可由原本的12小時縮短為1小時,全面提升製造設備稼動率。
(本文作者為王明德、陳念舜、籃貫銘、王景新)