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传统马达厂发挥关键优势 拓展驱动整合应用
 

【作者: 陳念舜】2019年07月16日 星期二

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当工业机器人应用范畴正逐渐从汽车、3C产品制造领域,向其他产业扩散,也是协助制造业维持生产力与竞争力的重要方法之一。已有部份上下游设备及终端应用厂商也开始各拥AMR/AGV解决方案,造就传统马达厂在有限空间里融入智慧自动化经验的新一波商机。



图1 :  当工业机器人应用范畴正逐渐从汽车、3C产品制造领域,向其他产业扩散,正是造就传统马达厂在有限空间里融入智慧自动化经验的新一波商机。(source:https://www.controlengineering.pl)
图1 : 当工业机器人应用范畴正逐渐从汽车、3C产品制造领域,向其他产业扩散,正是造就传统马达厂在有限空间里融入智慧自动化经验的新一波商机。(source:https://www.controlengineering.pl)

在今(2019)年汉诺威工业展已可看出,与AMR/AGV有关的上游设备、传动元件等制造与终端应用厂商也藉此各拥解决方案,例如Siemens便发表「从自动化到自主式生产」的未来情境,将零组件、半成本及组装用的工业机器人都可能会放置於AMR上,再根据实际生产不同规格产品需求,聚集到产线人员工作站旁,透过人机协作方式完成产品制造、组装或检测。


南韩电子产品大厂LG则整合其内部发展的智慧化生产流程,成为可输出的商业解决方案。系同样利用搭载工业机器人的AMR系统,以LiDAR侦测速度,再经视觉精确定位,使得Load/unload精度达±1mm,并透过环境感测器监控生产环境。


工研院产科所组长熊治民认为,由於智慧生产将可??协助企业於兼顾成本、品质、生产力、工作环境等不同需求下,满足客户在弹性生产、高度客制化与个人化产品的制造需求。「现在也有许多大型3C电子制造或代工厂商开始,将过去多年建构智慧自动化系统累积的经验化为商品或解决方案,以售予上游供应商或下游终端客户。」


马达制造整合AGV解决方案 打造智慧工厂

值得一提的是,即便台湾马达及减速机厂商未必都能叁与今年汉诺威工业展,但持续跟进现今主流趋势,融入智慧自动化经验,提供在AGV有限空间里所需小型马达等传动元件整合的解决方案,进而打造智慧工厂之路始终未止。


创立於1980年的祥仪企业公司从代工起家,并在1988年开始投入利用内部设置的上百部日本、瑞士进囗的专用滚齿机成立高精度加工与组装生产线,从事微小齿轮马达和减速机、电动工具齿轮箱等产品设计制造,无论在速度与精度、可靠度皆足与国外制作之先进伺服机种媲美,至今已是全球最大齿轮箱制造厂。



图2 : 祥仪企业利用本身专业技术和设备研发背景,强调要扶持台湾中小企业用得起AGV!(摄影/陈念舜)
图2 : 祥仪企业利用本身专业技术和设备研发背景,强调要扶持台湾中小企业用得起AGV!(摄影/陈念舜)

且拜微小精密马达齿轮箱具备小型化、轻量化、省能源、低噪音等优势之赐,逐步扩充马达齿轮箱的运用范围,跨足汽车产业、工业自动化、消费性产品自动化、家庭智能化、医疗、通讯产业等传动机构领域,推进机电整合数位化及智能化发展;同时改进内部制程,关键零组件完全自制。


由於看好智慧自动化商机,自2005年开始跨足机器人产业,研发扭力强且精度高的机器人伺服马达,并陆续透过科技趋势的产业应用,分为服务娱乐型机器人和应用加值服务。近年来更融入机电整合优势,在生产线上物流AGV内部使用自行开发的马达齿轮箱,并导入跨楼层智动化运载系统;发展智慧制造新事业,借助AGV带动精实生产,持续精进AGV整合无轨式光达导航,改善进料、加工、组装、仓储作业;满足经营需求及定位转型,从制造业跨界转型成为服务营运商。


祥仪企业总经理彭绍松回顾过去近40年来,该公司从事齿轮箱加工起家,并逐步从传统金属加工厂的3K工作环境跨领域发展,朝工业4.0一步一脚印转型的过程。他说:「在导入AGV之前,厂内到处都是栈板且人工成本高涨,却找不到人来拉货。」


到了2011年迁入新厂後,开始意识到企业亟待科技化管理,而非传统家庭代工模式。适逢当时TPS精实生产管理风行台湾,祥仪也在2010年引进中卫中心专家团队辅导,建议於新厂规划时,即应导入AGV改造流程动线或跨楼层搬运,以小单元来取代10馀条流水生产线。


进而叁与工研院科专计画,利用祥仪本身具有专业技术和设备研发背景,采用点对点运输、磁轨,引进有轨式(磁条)导航AGV;接着自行开发有色磁条,以解决工厂环境不隹的问题。藉此导入智慧化设备,实现工厂标准化,确实提升空间利用率,减少备料区及栈板。



图3 : 东方马达提供了BLV系列DC.无刷伺服马达,足能因应速度安定性及装载能力等需求,最适用於无人搬运车,能支援现场业务以提升工作效率。(摄影/陈念舜)
图3 : 东方马达提供了BLV系列DC.无刷伺服马达,足能因应速度安定性及装载能力等需求,最适用於无人搬运车,能支援现场业务以提升工作效率。(摄影/陈念舜)

目前厂内共有10馀部AGV持续运行,只要发出当日准备生产的物料後,即可经过AGV搭配物料架快速搬运,实现「一日发料、当日提供、即时生产」去栈板化的目标,只有最後出货才会用到栈板。8年来大幅提升生产绩效约57%;同时省水节能、降低耗能成本,并维护员工安全。


同时看好未来制造业皆须朝向高弹性、精实生产的智慧制造领域发展时,透过AGV不仅能减免搬运人力、工伤率,还能提高厂区空间利用率、减少盘亏率及桌边料量,成为迈向工业4.0阶段的核心关键。


在最新发表与凌华、资策会合作开发的无轨式导引机种WAGV,不仅已促成生产线上加工、组装、物流等各站工作自动化,再逐步落实机械生产、管理标准化;还搭配厂内建置全场域Wi-Fi,连结ERP/MES/APS系统,即将於2019年完成机联网IoT,和云端串连成智慧工厂;期盼未来能将导入WAGV及TPS的成功经验导入各产业,或与平台串联。祥仪企业更对外发表最新WAGV解决方案,并诚徵合作夥伴。


祥仪企业课长洪凯纶进一步分析,目前祥仪正致力於扮演全方位传动解决方案的提供者,累积技术资产,结合独步全球的电动工具齿轮箱技术,担任「智能化设备与产品」最隹选择的应用平台,与市售品最大不同,在於客制化及租赁商业模式。。


彭绍松强调:「祥仪不只为了卖AGV,还要扶持台湾中小企业用得起AGV!」以免像过去许多人都想买AGV,却不懂得该如何应用。进而能藉此改善企业工作环境,如AGV在祥仪不只用来搬运物料而已,还能用来改变经营策略,解决若厂房空间、人力跟不上业绩成长而堆积材料,甚至会延缓生产效率等问题。


导入驱动整合解决方案 满足AGV专用需求

此外,随着愈趋进化的功能将取代单纯作业的机械,尤其是工厂或仓库内的搬运作业采用了多部无人搬运车,东方马达(Oriental motor)也提供了BLV系列DC.无刷伺服马达,输出功率200W/400W,足能因应速度安定性及装载能力等需求,最适用於无人搬运车,能支援现场业务以提升工作效率。


以及约80~400r/min轴速,得以快速起动转矩,可从低速至高速稳定驱动,实现更广且顺畅的行驶速度;并以速度变动少的马达来降低左右轮速度差,以避免蛇行,速度变动率约为±0.5%以下,即使下坡运转,也能经由向量控制执行稳定的速度控制。并具备高精度停止、刹车功能,不仅透过减速停止,可避免AGV上的装置或物件受到冲击,可提升停止位置精度;若采用附电磁刹车型,能确保装卸工作物或加工时,都能维持在停止位置上。


且由於采用中空轴扁平式马达体积薄且采用高刚性平行轴减速机,使之可直接与驱动轴连结,节省空间而达成体积轻巧配置,将有助於AGV降低底盘。容许转矩不会饱合,可将马达转矩活用至最大极限,不仅能发挥其高转矩特性;且提升减速机刚性和加大齿轮轴承直径,单轴最多可承受1,586N载重,兼具高装载量与拖曳重量。


进而配合电池电压来限制最高转速,一旦电源电压低於任意设定的等级将输出警告,可预先避免马达因电池耗尽停止,亦可做为判断充电时期的基准。或将AGV的车轮与输送带轴等周边轴整合为一个系统,透过RS-485、CC-link、MECHATROLINK、EtherCAT等网路监视车轮轴转速、电压、过负载讯号。


另外,士林电机也看好AGV在工业4.0、智慧制造趋势下成为不可或缺之角色,负责各工作站间物料的移动,完成自动化设备间的串接。目前除了代理日本新宝AGV驱动套件,更凭着丰富的开发经验,协助客户客制DC伺服马达来驱动AGV,借助DC伺服马达小型化的特点,并搭配EtherCAT通讯技术,让客户可以结合设备做更便利、精准控制。



图4 : 士林电机除了代理日本新宝AGV驱动套件,更凭着丰富的开发经验,协助客户客制DC伺服马达来驱动AGV。(source:士林电机)
图4 : 士林电机除了代理日本新宝AGV驱动套件,更凭着丰富的开发经验,协助客户客制DC伺服马达来驱动AGV。(source:士林电机)
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