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兼顧安全與效率的新選擇!揭密新世代機器人如何用半導體技術全面升級工廠自動化系統

根據工研院研究報告(註 1),台灣製造業在通膨趨緩、新興科技應用結構需求帶動下,預估 2024 年製造業產值成長率將由負轉正,年增率達 5.49%。製造業管理者如何趁勢搶先佈局,加速工廠智慧化的腳步,在勞動力短缺的狀況下,提高產能效率?可以快速導入的「協作機器人」,將會是智慧工廠的關鍵助力之一。

目前全球市占排名前三大的達明機器人(Techman Robot)已用市場需求證明,機器人早已不是科幻電影中的未來式,而已大量實際應用於工廠和其他商業場域。例如專注於 PET 吹瓶機開發製造的銓寶工業(註 2),就利用達明協作型機器人進行產品初步品檢與運送等重複性高的工作,讓人員可以支援其他生產環節,以最佳化人員配置;位於新加坡的 Crown Coffee 連鎖咖啡廳(註 3)也使用達明協作型機器人擔任咖啡師,內建視覺系統和友善易操作介面的設計,不僅讓機器人可快速上線運作,高精度動作更保持了咖啡品質的一致性。

協作機器人更智慧的關鍵需與半導體商協力合作

「協作型機器人」能具備智慧視覺和原生 AI 功能,不僅可讓眼手協動,還可將影像數據轉譯成指令,讓機器人精準辨識物件的形狀與位置,順利執行產品組裝、機台上下料、包裝、焊接等各種自動化動作,讓工廠智慧化願景落地成真。而要賦予協作機器人越來越先進且自動化的功能,半導體廠商扮演至關重要的角色,透過晶片解決方案,能在數據處理、影像分析、感測等面向賦能機器人更強大的能力,自動執行複雜且高強度的運動。

協作型機器人 ( Collaborative Robots ) 兼具安全、靈活與易用特色,適合用於組裝、包裝、品檢等生產環節,提升生產效率,協助產業快速邁入智慧製造。(影像來源:達明機器人)

機器人如何拉升工作效率和自主決策力?

為了讓協作型機器人具備高效能、高彈性、高安全等特色,達明機器人採用了全球半導體大廠德州儀器 ( Texas Instruments ) 的多種元件。機器人需要智慧,同時也需要輕盈的身軀在工廠穿梭移動。達明機器人內建德州儀器的 DRV835xF 馬達驅動器與 C2000TM 即時微控制器,可以精準、高效的控制機器人的動作,其中 DRV835xF 馬達驅動器,讓達明協作機器人擁有更緊密精實的整體設計,體積小又靈活的協作機器人讓產線空間應用上更有效率。

由於產線上的協作型機器人必須快速分析、處理複雜數據,從而提高其對環境的感知和反應速度,也可以藉由導入德州儀器的 TDA4x 處理器,藉由多核心設計和深度學習硬體加速器,提升協作機器人的工作效率與自主決策能力。

達明機器人與德州儀器的示範機器人使用德州儀器的 IWR6843 毫米波雷達感測器,當人員超過安全距離時,機器人會自動降速或是暫停,以確保人機安全互動。(影像來源:德州儀器)

而在工廠中,讓機器人能夠在繁忙的工作現場中安全行駛極為重要。德州儀器的 IWR6843 毫米波雷達感測器,能讓達明協作機器人更精確地感測在現場工作的人員與物件,在產線就不需要特別用圍籬分隔人機雙方。有辨別人員能力的協作機器人,在動作前會先定義人員的安全距離範圍,當人員過度接近協作機器人時,協作機器人就會自動降速或是暫停,以確保人員不會被協作機器人的設備攻擊;而會智慧辨識人員與物件的機制,也能避免機器人在產線誤判而擅自停止生產。這樣的智慧機器人設計,使廠方可安心地讓人機共同工作,形成一個兼顧產能與安全的工作環境。

協作機器人未來無限潛力

除了智慧工廠與餐飲服務業兩個協作機器人的應用場景外,在醫療場域中,協作機器人也正朝向高精確控制、影像呈現和先進自動化水準發展,有越來越多手術機器人、照護機器人等出現在真實生活中,有研究機構預測(註 4),到 2025 年全球醫療機器人市值預計將達到 127 億美元。

在達明機器人與德州儀器的合作下,協作型機器人正展現出更強大的應用潛力,並將應用觸角延伸至各種領域。而德州儀器提供的馬達控制與核心 AI 處理器,持續協助企業實現更多先進功能,掌握應用新世代機器人帶來的龐大商機,在未來德州儀器也將持續以半導體創新引領次世代工業革命。

【資料來源】

註 1 :工研院IEKCQM:2024年製造業產值預估成長5.49% 在不確定中成長 庫存效應淡化、新興科技應用帶動 支撐產業景氣回溫
註 2:Chumpower Machinery Corp.
註 3:Crown Coffee
註 4:The Increasing Centrality of Robotic Technology in the Context of Nursing Care: Bioethical Implications Analyzed through a Scoping Review Approach