2017德國EMO展談工業機器人發展 2017/10/11

▲KUKA與Schunk展示 多用途人機協作機器手臂，工研院黃甦副組長親身體驗

作者: 黃甦 工研院機械所 智慧機器人組 副組長
照片提供: 張俊隆 工研院機械所 工業物聯網技術組 經理

全球最大之工具機展-漢諾威EMO展，是工具機產業的一大盛事，加上近幾年很盛行的「智慧機械與工業物聯網」等新觀念加持，今年的EMO展為各大廠展現新一代工具機技術發展與連結未來智慧製造之重要舞台。

台灣是全球工具機第五大出口國，台灣廠商在工具機產業早已打出一片江山。但面臨全球製造產業轉型與升級，以及工業4.0概念推波助瀾之勢，如果還是依循傳統銷售單機之商業模式來營運，勢必會面臨市場嚴峻挑戰。此外，隨著國際競爭加劇，台灣廠商更應加緊腳步，在既有之工具機基礎上，強化技術研發，藉由政府與法人推動之智慧機械概念，試著改變並調整商業模式，以提供更高價值之服務當作未來產品主要之競爭力。以下針對本次EMO展，分享個人參展心得。

世界第一工具機大廠DMG Mori以第2展館空間作為主力展區，將生硬的工具機台打造成類似iPhone的設計精品。主舞台則進行直播報導，以及讓工程師分享工程設計概念、解決瓶頸之訪談節目。德國致力推動機械工業技術，並透過宣傳成為其全民運動，成功將「從事機械工業等基礎技術，才是年輕人最酷事業」理念灌輸於生活中。

機器數位化與連網，仍然是各工具機廠轉型的努力目標。通訊協定向來不易有共通介面，期望在Beckhoff強力鼓吹EtherCAT之下，會有個共通介面被採納。此外，機器連網僅是轉型的開始，透過連網擷取感測器數據、蒐集機台生產資訊，進一步分析、回饋及調整製程，才是智慧製造的重要核心。

至於機器手臂的應用，在工具機產業裡起初大多用於夾取工件進行上下料，有些機台甚至以「一機一手」之概念來解決傳統人工上下料或機床間工件轉移之實際需求。第25館為機器手臂主要展區，全球工業機器人大廠Fanuc除了展示自家工具機以及機器手臂應用外，特別針對其綠色的「協作型機器手臂」進行推展；KUKA及STÄUBLI的移動機器手臂亦為本次展示之重點。由此可見，傳統機器手臂大廠已設法將觸角延伸至協作型機器手臂領域，「人機協同」與「人機安全」儼然是未來重要方向。

目前在工具機產業採用CAD/CAM系統模擬加工，針對加工參數之掌握以及事先的模擬與最佳化，已經有相當多軟體可支援。然而，對機器手臂應用而言，模擬軟體整合機器手臂來進行模擬複雜加工，正是工業4.0中提到的網宇實體系統(Cyber Physical System)，亦是未來發展的重點方向。展場中各大模擬軟體公司(如：RoboMaster, Autodesk)日益重視機器手臂模擬加工的支援與應用，利用軟體模擬技術結合機械手臂來發揮機器手臂的優點，是未來加工應用之趨勢。

另外，高精密加工能力是工具機最重要的訴求之一，但隨著傳統加工方法的演進、新型態之加工方法(如:積層製造)，以及大型多曲面工件或複合材料等不同特性加工需求，越來越多工業機器手臂試圖切入這多樣化的工業加工領域。然而，工具機機台有其先天的結構優勢，五軸加工機也是可以處理多曲面的不同工件，如果以價格、體積以及加工彈性等面向分析，機器手臂未必不是一個具有潛力的加工單元。因此，高精度之機器手臂，是未來彈性製造以及新型態加工的重要角色。

透過本次EMO工具機展，驗證了工業機器手臂將來之發展趨勢。提升大型機器手臂之絕對定位精度，搭配模擬軟體進行加工最佳化，以及虛實整合之校正關鍵技術。這些皆是足以讓機器手臂發揮其通用與靈活性之本質特性，並是未來在產品加工製造領域佔一席之地的重要發展方向。

機械所相關技術介紹
1. 安全型協作機器人
2. 隨機堆疊工件上下料與系統模擬技術
3. 3D視覺導引機器人上料技術