AMR
AMR 機器人整合再進化,凌華科技(ADLINK)與Panasonic 研發新方案,結合Software EtherCAT + ROS 技術,可以快速解決機械手臂、馬達、感測系統整合問題。新解決方案可望領導國際市場上 AMR 機器人的前沿發展與多元應用。

產業缺人,這是近來喊得震天價響的議題,逼得廠商加速自動化進程,加上工業 4.0及智慧工廠的趨勢帶動,自主移動機器人(Autonomous Mobile Robot, AMR)聲勢大漲。根據美國研究機構 Inkwood Research 報告,AMR 市場預計在 2021 年至 2028 年間將以 23.43% 複合成長率持續擴大,吸引眾多現有及新創企業積極布局。

然而,機器人開發並不容易,稍一不慎,製造業者即可能因為動作太慢而失去江山。凌華科技 (ADLINK)看到企業的痛點,提供一機器人軟硬體解決方案 ,除了機器人控制器外,亦搭配Software EtherCAT + ROS 方案,使得業者可以輕鬆快速地整合機器手臂、馬達及感測系統的三方控制,且協助降低對於特定供應商的依賴,擁有更靈活的選擇。

Panasonic看重此優勢,利用僅 2 個月的時間成功將此一解決方案導入其所開發的 AMR 機器人中,於三月在日本展會首次亮相。

馬達、機械手臂、感測整合關卡多、成本高昂

不同於自動導引車系統(Automated Guided Vehicle, AGV)多是藉由地面鋪設的磁軌或色帶引導,在固定路線上運行,性質類似有輪子的搬運車,自主移動機器人擁有自主導航能力,因為它能同時控制機器手臂及感測元件等,是業界正在積極投入的新一代移動式機器人。

問題來了,該如何整合馬達、機械手臂、感測元件的控制?綜觀目前的機器人解決方案,這三大元件皆由專屬控制器來操作,「也就是說,馬達控制方案來自於某供應商、機械手臂方案來自另一家供應商,不僅成本壓不下來,機器人製造商還必須想辦法整合,以達到精準的控制,」凌華科技智能機械事業中心經理林衛瑞說明。

凌華推動 AMR 機器人軟硬體技術整合與發展,一次整合馬達、機械手臂、感測元件三大要素,實現更具競爭力的運動控制,圖為凌華科技智能機械事業中心經理林衛瑞。(圖片:科技報橘攝)

林衛瑞進一步提出「因此我們針對此一痛點,將三大元件專屬控制器集合成一台,不論手臂或是馬達,皆統一由 EtherCAT 來串接控制以方便整合並降低整體控制器成本,且由於 EtherCAT 具有實時性與高同步性等特性,因此馬達與IO 控制都能精準且標準化,避免延遲。」

機器人體積趨小,是業者面臨的另一挑戰

製造大廠在考慮導入機器人方案時,往往因為廠房面積有限,導致於必須尋找體積較小的機種。有鑑於這類需求,機器人製造業者面臨新一挑戰:必須將各式控制設備以及作業系統,整合進更小的平台上。

針對上述難題,凌華透過軟體定義 EtherCAT+ROS 技術一次解決企業煩惱。「我們將機械手臂、馬達與感測元件的三方控制整合在一台控制器中,不僅縮小了控制器的尺寸以滿足 AMR 小型化需求,更增加電池使用空間提升續航力。」林衛瑞說。

凌華科技集結 EtherCAT 及 ROS 優勢,整合 AMR 所需三大控制器,滿足小型化需求,也解決了AMR 開發商導入 ROS 方案之後的 OT 整合的關鍵困擾。(圖:ADLINK)

開發時間過長、供貨不穩 易錯失商機

過去導入開源機器人作業系統(Robot Operating System, ROS),雖然可以透過演算法解決不同供應商軟體端系統整合的問題,但是與硬體設備的整合,卻相當耗時,導致開發時間過長,錯失商機。

此外,馬達及機械手臂由特定業者供應,業者還必須面臨供應鏈風險,尤其近年 COVID-19 疫情蔓延,斷鏈也非不可能,「從去年(2021)年開始出現相關元件缺料問題,供貨時間拉長或是供貨不穩幾乎已經是常態。所以,如果仰賴特定供應商,在方案選擇受限的情況下,業者可能無法履行對客戶的交期承諾,對於公司信譽不是好事。」凌華科技自主移動事業中心產品經理王健豪提出他的觀察。

凌華科技曾攜手多間國際大廠聯手開發專案,包含友達、友嘉、Panasonic 等,透過 ROS 開源技術,凌華與友達共同開發機器人控制系統,就縮短了 1/3 的開發時間,成為 AMR 的領先者。(圖:ADLINK)

關於軟體及硬體難以整合的問題,凌華科技已幫 AMR 開發業者解決此困擾,開發人員只需要正確運用 ROS 套件,即可控制馬達與手臂。加上EtherCAT 為開放式通訊協定,開發商可將其所配合的機械手臂或馬達廠牌輕鬆整合導入 AMR 內,增加了彈性選擇,又可方便做維護與未來更新。

獲 Panasonic 青睞  助其縮短開發時間

凌華方案解決了許多業者的開發痛點,推出後市場反應極佳。日本大廠Panasonic 已採用凌華提供的 EtherCAT + ROS 方案,搭配自己的伺服馬達,在短短 2 個月內就完成了相關的開發與測試。

據悉,若是使用一般工業電腦做為控制器,再自行整合 ROS 作業系統,產品開發時間約需 4~6 個月。兩相對照,凌華方案能大幅縮短開發時間,協助業者提升市場競爭優勢。

在智慧製造的世代裡,彈性選擇與投入市場速度快為搶占訂單的先決條件,透過提升技術,而提供給客戶與供應商更好的服務,也成為決勝關鍵點。凌華在AMR 開發整合的技術優化案例上,即證明了智慧製造搶快與快速整合的重要性。

(首圖來源:Shutterstock)