甫於今年8月底落幕的「Intelligent Asia亞洲工業4.0暨智慧製造系列展」,不僅再度集結了自動化、機器人、模具、3D列印、物流、冷鏈科技、雷射、流體傳動和數位化機械要素共9大主題區,展示從製造端到應用端所需設備硬、軟體和系統解決方案,還能迎合企業全方位節能減碳的需求。
倍福以開放式系統整合企業設備 優化生產效能
倍福(Beckhoff)近年來也積極發展新自動化技術,提供工業電腦、I/O模組、運動控制、自動化軟體等德國製造高性能解決方案,展出了一系列高性能PC-Based控制技術、創新XTS磁懸浮輸送系統,以及XPlanar平面輸送系統等。
倍福自動化總經理王綏雋指出,由於數位化轉型已經成為工業領域的重要發展方向,因此透過更有彈性、更友善與更直覺的人機介面,方能更有效加速工業環境數位轉型的成效。倍福以PC-Based控制技術整合軟體與硬體,打造開放式系統,來協助企業加快數位轉型與智慧製造的腳步。
在今天,企業往往面臨少量多樣的生產需求、更緊縮的產品生命週期以及人才縮減等挑戰。倍福透過自動化技術,打造高彈性產線,協助企業優化生產效能。這種開放式架構,能輕鬆整合不同設備,滿足工業4.0與數位轉型的製造需求。而具備物件導向的軟體架構,不僅能減少硬體成本,還能加快通訊速度。如此就能協助縮短程式開發時間,使機台能盡快運行,並快速回應市場需求,進而提升產值、降低生產成本。
而PC-based控制技術和新自動化解決方案除了能協助數位轉型之外,對於優化機器、智能製造與輸送等,也非常有幫助。除了開放式系統之外,高速的開放式網路通訊EtherCAT、I/O模組、TwinCAT自動化軟體、運動控制技術,及XTS & XPlanar磁懸浮輸送系統等,也是這次展出的重點。
特別是XTS輸送系統,結合線性和旋轉驅動的控制系統,可實現精準高速的連續循環運動。搭載直行與彎曲模組,使得原有的軌道可以大幅減少30%以上的佔地面積。搭配無電纜技術(NCT),可透過無線電源和同步即時數據傳輸,使單獨的XTS 動子能夠擴展為移動式處理站和加工站,在機器靈活性上帶來新的大躍進,讓企業可根據需求打造專屬的XTS輸送系統。
兆鎂新高性能工業相機 提供可靠視覺解決方案
圖2 : 德國機器視覺大廠The Imaging Source兆鎂新,也於今年8月24至27日台北國際自動化大展I-116攤位上,展示多樣傳實機動態應用)。 |
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另基於工業4.0與智慧製造是現今的發展趨勢,德國機器視覺大廠The Imaging Source兆鎂新,也在今年現場展示多樣傳實機動態應用,包括工業相機、板級相機、嵌入式視覺解決方案、變焦及自動對焦相機、影像信號轉換器等。
其中The Imaging Source工業相機系列,能在工廠自動化輸送帶高速運轉的情況下,精確捕捉到每個輸送帶上的物件,清楚辨識出不同的顏色及物件中細小的文字,可即時呈現及預覽,透過後端擷取及量測功能,進一步針對物件進行分析並獲取所需檢測資訊。
The Imaging Source的SDK則可提供用戶進行二次開發,搭配Open CV第三方開放程式軟體,針對指定物件來進行圖形模式匹配、讀取條碼、顏色辨識、量測、校準、計數、定位及其他更多的檢測專案,在工業檢測上提供最大助力。
透過The Imaging Source的IC Barcode,提供掃描條碼及後端讀取功能,可以輕易地獲得並分析所需資料,更能輕鬆儲存以及讀取條碼資訊,以便資料備份及查取。
而這次主要新品38系列USB 3.1, GigE相機,配備Sony最新Pregius及Pregius S全局快門感測器,並提供進階功能集,包括外部觸發控制、優異讀出功能以及影像和顏色處理。38系列解析度可高達24.5MP,可為需要大視野的應用以及高速機器視覺應用提供高解析度與卓越的影像品質。
另外,The Imaging Source預裝嵌入式開發套件為NVIDIA Jetson Nano、NVIDIA Jetson Xavier NX及Raspberry Pi平台提供隨插即用的效率,可快速開發適用於物流、自動化和工業物聯網IIoT或其他應用領域的嵌入式視覺及人工智能專案。
The Imaging Source提供各式的相機模組、鏡頭及傳輸線,以便開發人員可選擇適合其應用程式的系統組件。
安馳與ADI合作 將人工智慧帶入工業控制場域
今年ADI也再次與安馳科技合作,展示一系列先進科技與智慧製造解決方案,展覽主題包括物聯網、人工智慧、智慧廠房以及工業控制及通信等4大面向。其中,為了讓AI人工智慧裝備提升效能,ADI推出了超低功耗「MAX78000」和「DARWIN」兩款微控制器。
前者能大幅降低CNN延遲、更快的運算速度、也更省電,至於後者內建大容量記憶體、模組化算術加速器、電源管理元件及低功耗藍牙(BLE 5.2),可同時以超低功耗來處理大量資料、應用程式以及高階加密演算法,並為電池供電AI設備以及穿戴式裝備,帶來極大效益的應用改變。
ADI也展示了自家ADI Trinamic智慧驅動及運動控制解決方案,非常適用於3D列印、CCTV、線性滑軌、步進馬達、機械手臂等自動化設備。特別是內建FOC磁場定向控制的TMC4671伺服控制器、TMC5130整合式馬達驅動器與運動控制器,都是近期市場熱門的解決方案。而安馳也與立普思(LIPS)合作,推出3D視覺感測解決方案,這種免觸控解決方案是透過3D攝影機捕捉人體動作,可以在後疫情時代減少病菌傳播的風險。
在其他第三方合作伙伴方面,安馳科技還與JNC銘祥科技、CostWell聯奕科技等共同展出物聯網水質和氣體解決方案。其中,「智水星」水質感測器,校正方便且可自動排程清洗,具有高整合、低功耗、體積大幅縮小等特性,同時結合IoT物聯網,可以達到遠端即時監控管理。而運用ADI感測晶片所打造的KDS-500工業場域專用氣體洩漏警報器,也可對可燃性或有毒氣體進行精密偵測,降低氣體外洩造成的公安意外風險。
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台灣寶帝助客戶數位轉型 提供專業知識為核心服務
圖4 : Burkert將工業4.0視為數位化的第二階段,可將Level基層機器、感測器和人員連網交換資訊,再經由上層數位化平台(EDIP)整合,提供複雜的自動化需要創新且量身訂製的解決方案。 |
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台灣寶帝公司(Burkert)同時強調其善用於流體控制產業深耕70多年累積的豐富經驗,無論是在測量、控制還是調節都居全球領先地位,並經由嚴格管制各種流程,與客戶共同構成了一個學習型組織,可找出痛點,由上而下滿足企業從營銷到應用服務等跨領域需求。
其中基於數位化革命為生產過程帶來了在流程自動化領域的廣泛應用,Burkert將工業4.0視為數位化的第二階段,可將Level基層機器、感測器和人員連網,並互相交換資訊,再經由上層數位化平台(EDIP)整合系統網路中,有關工藝裝置的操作、通訊和介面,提供複雜的自動化需要創新且量身訂製的解決方案,實現真正數位轉型。
藉以確保數據即時上傳不失真,減少配線作業及系統loading、縮短施工和試車時間,進而增進工作效率;並透過遠端監控,增加維護便利性,由於傳輸介面選擇性高、方便靈活運作,提升了系統未來性和擴充性。
台灣寶帝進一步指出,由於Burkert長年堅持密切貼近客戶為中心的原則,使之每天不斷自我優化,總是在為客戶找出痛點,解決特殊問題。透過各地分公司業務端蒐集客戶現場資訊,再尋求德國專家團隊支援各種涉及單項組件,或是個性化系統的最佳解決方案,得以輕鬆快速地實現不同製造廠商的各種製程閥的自動化,替代選擇也通過認證;並藉智慧型控制頭提高生產效率,確保各閥門可在正確的時機,執行快速、可靠地協同工作。
舉其衛生級應用的基礎設備為例,FLOWave系列產品之一的8098型流量計,便是Burkert基於表面聲波(Surface Acoustic Waves;SAW)技術而研發,主要應用於須滿足極高衛生要求的場域,實現非侵入式測量流量。
包括利用合適的不銹鋼材質,除了量管本身之外,不含任何與測量材料接觸的部件,以符合理想的外部衛生設計要求。即使在工業物聯網(IIoT)泛濫的年代裡,仍可確保沒有任何感測器和壓損存在測量管中,從而達到高潔淨度的衛生設計。
FLOWave還提供了一系列整合功能,強調靈活性、可清潔性,以及重量輕、安裝和操作簡單等優勢,可透過數位通訊設定參數,確保高精度及可靠;適用於低或無導電度液體,讓使用者在均質、不含空氣和固體的液體中,獲得最佳測量結果。
對於粘度更高的液體使用整合式粘度補償,雖然無法測量氣體和蒸汽,惟其流量卻不會影響設備。之後還可以參考之前的方法,正確測量流回管道中的液體,包含密度係數、聲波傳播係數等其他過程的特殊功能,提供各種液體的附加資訊,特別適合CIP/SIP、飲料等衛生級應用場域。
全球傳動著力系統模組化 搭配自動模擬檢驗設備
圖5 : 全球傳動科技在今年舉行的台北國際自動化展現場,還展出包括汽車自動轉向模擬器、自動檢驗設備等模組化系統應用範例。 |
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全球傳動科技今年除了在線性滑軌、滾珠螺桿等精密傳動元件的基礎上,持續發展一系列微型線性滑軌/螺桿、旋轉式滾珠花鍵螺桿、單軸機器人等創新產品,還在現場展出包括汽車自動轉向模擬器、自動檢驗設備等模組化系統應用範例。
其中單軸機器人在本體採用合金鋼材質,同時具備線軌與螺桿的優點,將螺帽和滑塊設計成一體式機構;於鋼珠滾動面採用2列哥德式圓弧及45度接觸角設計,提供了X-Y軸向承受來自四面八方的負荷能力;並搭配高剛性的U型軌最佳化斷面,以便達到節省最佳空間及組裝時間,確保其符合高剛性、高精度要求。。
igus易格斯新品亮相 展現低成本與減碳成效
圖6 : igus展出具有4~6個自由度的ReBeL工業和服務機器人,可通過讀取內建整合的感測器和運動學數據,進行智能應用調控。 |
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德商易格斯公司(igus)今年也在現場展示旗下全系列工程塑膠在自動化應用的相關產品,包括:readychain全裝配拖鏈、e-skin flat扁平無塵室拖鏈、xiros滾珠軸承、E6拖鏈系統等,提供一站式購足服務。
其中e-skin flat扁平無塵室拖鏈,強調可輕鬆填充、相當緊湊,比常見無塵室線纜安靜9dB,又分為全閉式,可依照客戶需要調整長度,毋須拆下整組拖鏈系統,就能更換其中單條纜線;可開式,供選擇用於短行程懸空應用,比常見無塵室線纜更具成本效益。
具有4~6個自由度的ReBeL工業和服務機器人,則可將控制系統整合於底座;並通過讀取內建整合的感測器和運動學數據,進行智能應用調控;透過本地或外部網路中的儀表板連接PLC和工廠監視器,避免意外停機。
精浚展出模組化傳動系統 搶進國際生醫檢測市場
圖7 : 在精浚今年自動化展發表多樣新品中,包括甫榮獲2022年第30屆台灣精品獎的自動化核酸萃取機,結合工業自動化控制與醫療器材的概念。 |
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此外,即使如今已逐漸邁向後疫時代,但市場對於生醫、食品檢驗等需求仍然不墜,因應終端使用者開始希望取得線性模組、次系統直接使用,近年來精浚科技也逐步轉型提供生醫自動化模組/系統等一站購足的產品及服務,成為最佳光機電整合解決方案的平台。
在精浚今年自動化展發表多樣新品中,包括甫榮獲2022年第30屆台灣精品獎的中型模組化16通量自動化核酸萃取機、光譜量測系統,為萃取樣品的前處理重要設備。可混合不同試劑而廣泛應用,將血液或其他萃取樣品,置放到由精浚提供模組及規劃的自動化檢疫產線;且因為體積較小可攜,不限環境皆可快速布建,將資訊上傳雲端。既展現精浚產品的優勢,結合工業自動化控制與醫療器材的概念,可用於加強自動化系統的穩定度及細膩度。
還有最新開發的精敏1號核酸分析儀,強調低成本,且可在20min內完成PCR檢測,擴充最大檢驗能量達1,024人次。目前除了已取得SGS、CE認證,也與知名公立醫院合作確效驗證。希望現能透過近年來積極參展,爭取在傳染病核酸檢測之外的多方面業務合作,還能擴大於食安、經濟作物、癌症精準用藥、精準量測等領域跟其他廠商結合,將有機會突破現有核酸萃取及疫情檢疫技術瓶頸,趁機深化與市場連結、開展異業結盟,發展更多商機。
台達智能倉儲物流系統軟硬兼施 縮短製造生產週期
如何妥善管理物料和成品的流動與存放,也是當今製造業的一大挑戰,若能夠提高其運作的效率,甚至進一步縮短製造生產的週期,對企業而言,就是直接對產能與成本帶來助益。電源管理暨自動化方案商台達電子(Delta),就在今年展示「智能倉儲物流系統」,強調從軟體與硬體兩端的整合,能為製造業的倉儲與物流帶來最佳效益。
台達智能解決方案新事業發展部副理陳裕任表示,基於現今一般廠房與製造業都會有ERP與EMS系統,而台達的智能倉儲物流系統則能與之串接,讓原物料的進貨,到製造生產後的成品與半成品的出貨,都透過此一系統進行整合,等同把物流與倉儲整合在一個系統中。
在硬體部分,陳裕任指出,不同於其他綁定專用型設備的方案,台達的智能倉儲物流系統擁有更開放與靈活的性能,能夠依據業者自身不同的需求來進行配置。若是業者已有既定的硬體機台,台達的軟體系統也能與之進行整合與串接;若業者需要另行採購,台達也能跟合作的夥伴共同來提供所需的硬體。
至於在倉儲物流的動線與管理的方法上,陳裕任也強調,由於台達本身具有很深厚的製造經驗,所以內部已有非常資深的倉儲物流專家,能夠先行給予業者在管理面與系統面的諮詢與顧問,初判所需要的軟體與硬體的配置,並據此來進行更深度的軟硬體的系統整合。
台達的智能倉儲物流系統雖是以製造業應用為主要場域,但任何涉及物料與倉儲管理的領域都能適用,而台達的專家也會根據不同的客戶需求來進行規劃。
5G、儲能需求熱 明緯模組式電源滿足各式供電需求
隨著工業4.0與智慧製造的持續深化,各種自動化應用也有了新的風貌與場景,再加上新興的科技如5G、電動車,以及綠能應用的展露頭角,對電源供應設備也有了不一樣的需求。
耀毅企業業務經理林有利表示,目前的自動化應用已經發展到了AI無人化的廠房了,例如智能化的無人搬運或者無人控制等,因此相關的數據整合平台,或者無人搬運車(AGV)等,都已慢慢進入到倉儲和餐廳等應用裡,或者搭配機器手臂,成為能夠自主移動的上下料取件和搬運的AMR機器人設備。
近期明緯鎖定的市場,則包含像是5G、AI,以及儲能等應用領域的電源解決方案,而今年的展示重點也是針對上述這些領域的相關電源產品,像是AGV的電源解決方案,包含有充電器,甚至面向更大應用領域的充電樁等。
林有利表示,近期台電的供電並不穩定,必須要採用削峰填谷的策略,把尖峰與離峰的電力供應透過儲能的方式進行平衡,降低電力供應的不穩定性。至於5G的部分,則是以基地台的供電為主要市場,尤其是進入5G世代後,基地台的數量也會提升,因此對電源供應器的需求也會增加。
而針對儲能系統應用,林有利進一步指出,現在的儲能系統所搭載的新型的鋰鐵電池等,它們的充電曲線與過去的鉛酸電池並不相同,因此需要一個整合系統,來平衡兩者之間的差異。而明緯開發出了智能充電解決方案,可以根據電池特性來調整充電曲線,等於給了客戶一個能夠免除另行開發整合設備的方案。
士林電機涵括智慧製造到交通 提供全方位節能減碳方案
圖10 : 經過士電內部詳細評估後,隨即投入中空軸馬達產品開發,並在客戶確認符合需求後開始量產,更進一步入圍「TAIROA 第二屆機器人智動系統優質獎 創新應用研發類」。 |
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展望2050淨零碳排需求商機,可見各家機電自動化大廠皆紛紛推出抑制排碳領域的相關產品。台灣的指標大廠士林電機也利用自主掌握的研發設計、製造等優勢,展出智慧製造到電動車相關產品,提供全方位解決方案。
士林電機聚焦於工業4.0智慧製造,提供各產業最佳解決方案,展出了自動化產品、自動化工程整合及中低壓開關產品,並整合為五大展區:「產業應用區」、「IOT展示區」、「動態展示區」、「新品展示區」、「中低壓開關區」,展現出在自動化領域的豐富實務經驗,提供客戶更多元便利的解決方案。
關於士電推出中空軸馬達的契機,係因某設備大廠,原使用進口品牌的中空軸馬達,希望提升設備競爭力,而詢問士電可否協助為其設備客製專屬功能,並降低成本。待士電內部詳細評估後,隨即投入中空軸馬達產品開發,並經客戶審慎驗證,確認符合需求後開始量產,因此開啟中空軸馬達產品線的發展,更進一步入圍「TAIROA 第二屆機器人智動系統優質獎 創新應用研發類」。
目前「中空軸馬達」可用於半導體、LED產業等先進製程設備,藉其具有耐酸鹼腐蝕、耐磨耗、直接傳動、啟/停高加減速、高轉速、速度穩定、定位精準以及溫昇低等特性功能,可適用於半導體產業的4~12吋晶圓顯影、蝕刻及旋乾設備,能有效去除晶圓外膜、水份、金屬雜質;亦可適用於LED產業的4~ 6吋晶圓光阻塗佈及顯影設備,將光阻或顯影劑均勻散佈在晶圓上。
士林電機今年也在「中低壓開關區」展出與電動車產業密切相關的交/直流充電樁,以及直流配電用DC低壓開關(無熔線斷路器/小型斷路器/突波保護器/隔離開關/保險絲)、高壓直流繼電器等中低壓配電開關等系列產品;機械工控類開關產品則以「電控配盤範例」,提供客戶設備應用參考,展現士林電機產品線跨足電動車產業、綠色能源、儲能設備用等開關系列產品,未來成長願景可期。
**刊頭圖(攝影:陳念舜)