「螺絲鎖附」不該是製程品質控管死角,台達用智慧化補足工業 4.0 最後一哩路

對一般人來說,「鎖螺絲」是生活中熟悉的動作,但在組裝業眼中,這可不是稀鬆平常的事,螺絲鎖附作業跟產品品質、產能、良率密切相關,如果沒有一致性的標準,產線效率有可能因此受影響,尤其是少量多樣生產模式或高值產品的組裝線影響會更大。除此之外,若未採用具有數據收集功能的螺絲鎖附工具,螺絲鎖附的製程就容易成為智慧製造系統難以企及的死角。台達機電事業群運動方案事業部總經理黃群皓表示,「這也是多數組裝業者推動工業 4.0、建構智慧製造系統時,亟欲解決的問題。」

黃群皓接著點出螺絲鎖附作業品質對產業的重要性。螺絲是組裝產品最重要的扣件之一,現在採用人力作業的螺絲鎖附,容易因為人員操作的不熟悉或是作業的疏失,出現漏鎖、浮鎖、滑牙或產品表面破裂等問題,影響產品的功能品質與產線稼動率。黃群皓提到,無論是人工鎖螺絲工站或自動化設備,若使用的是手工具或是一般常見的離合器式電動螺絲起子,最多只能記錄部分的資訊,無法完整記錄工作數據,智慧製造系統運作的第一步「數據蒐集」,在此環節無法進行,系統的建置效益就會因此不夠完整。

產線控管人員可經由台達「智能螺絲鎖附系統」簡易操作的人機介面快速設定鎖附參數,精準控制螺絲的扭矩、角度、轉速。

電動車與電子製造業者尤其需要「智能螺絲鎖附系統」

過去製造業解決上述問題的作法是增加後段品質管理的檢查項目,透過人工攔檢,防止不良品的流出,檢查完還要手工留下記錄,造成人力與時間的浪費。較為理想的方法,應是導入自動化設備,詳實記錄設備的運作狀態與結果數據,不過現在的全自動化設備要處理高複雜性作業仍有難度,不易在產品種類多元或機構精細的實際組裝產線中落地使用,人工鎖附螺絲仍是這類場域必要選項。黃群皓透露此一市場已經浮現,尤其是電動車與電子製造業者都有此需求,為協助客戶提升產品品質,台達近期就推出了「智能螺絲鎖附系統」。

台達的「智能螺絲鎖附系統」有三大功能特色。首先是過程可規劃,產線控管人員可經由系統上簡易操作的人機介面快速設定鎖附參數,精準控制螺絲的扭矩、角度、轉速,從而提升工藝品質,例如鎖附過程的前段與尾段會放慢速度並控制扭力,避免螺絲斜鎖或扭力過衝破壞產品表面,而中段可提高轉速,縮短螺絲整體鎖附的時間。「在智能螺絲鎖附系統中,我們可以針對這些動作設定生產參數,因此生產速度、產品品質都是可控、可預期。

台達「智能螺絲鎖附系統」會根據預先設定的參數鎖附螺絲,並且記錄所有過程變化數據。

其次是可蒐集螺絲鎖附數據,並與 MES 製造執行系統整合,除了利用人機介面設定鎖附動作外,廠管人員也可從 MES 將工單下載到智能螺絲鎖附系統,系統會根據預先設定的動作鎖附螺絲,並且記錄所有動作數據,管理人員可透過累積歸檔的數據核實鎖附結果、分析製造品質、追溯生產過程。

第三是大幅提升可用性。「智能螺絲鎖附系統」可透過單控制器驅動 2 把鎖附工具,並且可設定 500 顆螺絲、500 個機種參數,如果產線有配置協作機器手臂,此系統也能與之整合,提升自動化設備的應用價值。另外台達已針對電動車、電子製造業兩大產業設計出對應的系統功能架構,業者只需微調就可上線使用,大幅縮短系統落地應用時程

協助製造業者補足智慧化的最後一哩路

台達的「智能螺絲鎖附系統」目前已在負責生產自家工業產品的吳江廠和製造電動車產品的泰國廠使用,在導入後,這兩座廠房產線效率和產品品質都有明顯提升。黃群皓說明,「從台達自己的應用狀況,可以看到這套系統的確可以提升產線效益,不過智能螺絲鎖附系統的概念看似簡單,要打造出高可用性的實體產品還是需要一定的技術門檻。」

台達機電事業群運動方案事業部總經理黃群皓指出,過去智慧系統大多著重在視覺檢測、設備預診等部分,接下來將逐步延伸到產線各細節中。

黃群皓接著指出,「智能螺絲鎖附系統」在硬體面需要整合人機介面、電源供應器、馬達驅動器、馬達、減速機、力量感測器等各種硬體產品,軟體部分則要與 MES、SCADA 等平台鏈結,整體系統設計的難度相當高,而台達之所以能讓系統順利落地使用並發揮預期效益,黃群皓認為原因在於這些軟硬體都是台達的產品線之一,早已具備完整的技術能力,「再加上我們自己也是產品的使用者,長期累積的使用經驗,因此台達設計出來的產品能夠完全貼合現場實際需求。」

黃群皓最後表示,智慧化概念推動多年,多數國內外的製造業都已有足夠認知,也正加快系統的導入腳步。「過去的智慧系統大多著重在視覺檢測、設備預診等部分,接下來將逐步延伸到產線各細節中,螺絲鎖附會是其中重點。台達的智能螺絲鎖附系統前瞻且實用的功能,可以協助製造業者補足智慧化的最後一哩路,打造出更完整、夠全面的新世代製造系統。」

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