2022-08-23
主要重點
- 協作型堆棧機器人的客製化為何如此重要？沒有任何一個工作環境是完全相同的 – 既然協作型機器人擁有可快速架設並投入作業的優勢，您又何妨花點時間進行客製化，好讓您自動化投資發揮最大的效用。
- 主要考量因素有哪些？在客製化協作型堆棧機器人的過程中，您需要仔細思考所需的負載、移動範圍與疊棧模式，以選擇正確的末端夾治具、支援與軟體解決方案。
在堆棧自動化的過程中導入協作型機器人（cobot），可帶來極高的靈活度。除了只需要數小時即可完成架設並投入各項任務外，這項技術的主要優勢在於客製化設計。換言之，為了讓堆棧機器人系統發揮最大價值，確保它在特定的工作環境內展現最大效能，絕對有其必要。
如何客製出最棒的協作型堆棧機器人
協作型堆棧機器人另一項重要優勢在於，相較於其他工業自動化解決方案，它在使用上更加簡單。由於所需的培訓時間較少，我們不難發現，幾無編程經驗的人也能夠應用與維護堆棧解決方案。培訓的重點除了了解如何使用這項技術外，更重要的是，了解所有可能影響協作型機器人效能的要素。
在堆棧這塊領域中，您的機器人通常需要執行繁重且內容重複的作業。這意味著除了設定正確的速度、臂長與負載極為關鍵外，也必須確保協作型機器人有效率地移動，並獲得強大支援。立即掌握這幾項要素不僅有助於快速回本，還能讓堆棧機器人系統長期維持最佳狀態。
以下是客製化協作型機器人的考量重點。
了解負載能力
簡單來說，倘若堆棧設備的負載設計無法呼應您需要搬運的重量，那就麻煩了。然而，負載所涉及的層面，不只是協作型堆棧機器人需要搬運的物品重量。重心、動力與各種其他因素也必須納入考量。
首先，我們必須了解所謂的負載閾值，這不包含任何附加的末端夾治具或工具。因此，在選擇型號時，必須考慮到協作型機器人真正能承受的負載為：「產品規格載明的重量」減去「末端夾治具的重量」。
以下是其他應納入考量的因素。
在考量負載與執行堆棧自動化時，千萬別忘了協作型機器人還有臂長限制。相信您不會甘冒貨物傾倒或損壞的風險，逕自在協作型機械手臂最末端吊運沈重的貨物。UR科技提供不同臂長的協作型機器人供您選擇 – 從最小500 公釐（19.7英吋）到最大1,750 公釐（68.9英吋）不等。
重心偏移
大多數機器人的最大負載量會隨著重心改變而減少。主要原因在於，移動那些遠離工具法蘭的物品時，所需的力矩會增加。試想，當您要舉起一個2公斤的圓柱體，靠近身體與伸手才能碰到的位置，所需要的力道是不同的。
因此，若搬運的重量與最大允許負載量相當接近，那麼您的工具設計目標就是將重量集中於工具法蘭的中心。然而，我們的高階機器人會設定更長的重心偏移距離，並在進入遠離中心的區域時放慢作業速度，以保護機器人本身。
慣性
在某些情況下，光定義負載量與重心兩者還不夠。您可以想像一手拿著2公斤的球，另一隻手拿著2公斤的桿子。即使兩個物品的質量相同，且重心位置可能也相同，但是移動方式卻完全不一樣。桿子的旋轉與停止會需要更大的旋轉力矩，而為了考量這項要素，必須定義所謂的慣性矩陣（Inertia Matrix），以更精準地描述質量分配。
配置慣性矩陣有助於改善機器人的運動表現，並且降低搖晃與意外停機的風險。在移動外型特殊的物品時，這項功能非常好用。您可以在多數3D CAD軟體中，以手動或自動產生的方式，計算出慣性矩陣。
棧板堆疊模式
身為協作型機器人的領導品牌，UR科技之所以擁有許多優勢，在於旗下產品相對簡單易用。即便您的團隊成員缺乏編程相關知識，也能夠自行管理與部署協作型機器人。
這點完美體現於設計、應用與調整棧板堆疊模式上。棧板作業中使用的堆疊模式非常重要，因為它會影響每塊棧板上的貨物如何擺放、重量分配與整體穩定性。
因此，在客製機器人堆棧解決方案時，關鍵就是設定正確的堆疊模式。有幾種方法可以做到，其中最簡單的就是使用UR+生態系統中的堆棧軟體程式或應用套件。例如，PackMate能讓使用者在無需編程的前提下，設計與應用客製的棧板堆疊模式。
根據協作型堆棧機器人拿取的物品不同，您可能需要增加額外的支撐或額外的動作。堆棧設備有許多不同的架設方式，我們會提供協助，確保您是以最佳方式進行架設。以下為兩種常見的堆棧解決方案架設方式：
固定底座
儘管將堆棧機器人解決方案固定在地上會更加穩固，但這也限制了機器人的靈活度；然而，UR+也提供了其他幾個有趣的選項。例如您可以使用磁性底座，輕鬆地將機器人連接到不同環境，或是將協作型堆棧機器人連接到移動式平台，必要時移動整個平台即可。
線性第7軸
即使大多數的協作型堆棧機器人都是固定在同一個位置上，您可能仍需要增加一些額外的動作。以易格斯（igus）所開發的第7軸為例，協作型堆棧機器人與其搭配後，可大幅延伸動作範圍並且更加靈活。有別於固定支撐或底座，協作型機器人能依照需求，沿著軸上下移動。此外，第7軸還可根據您的需求配置為水平或垂直。
簡化堆棧自動化流程
UR科技的成立宗旨，就是打造最簡單易懂的自動化解決方案，讓所有規模的企業都能應因此受惠。這除了能為企業提升商業價值外，還能讓潛藏風險與內容重複的工作走入歷史。以堆棧解決方案為例，協作型機器人有助於企業提升效率，並更加有效地運用勞動力。這也是為何企業必須以最適合自身作業的方式，充分利用協作型機器人高度靈活的特性，讓您投資的每一分錢都值得。當然，我們會在邁向自動化的路上常伴左右，隨時提供必要協助。