機器人需求增 應用服務漸成熟
工業4.0風潮持續升溫，全球機器人市場也因此持續成長。根據研究機構IDC預測，2018年全球花費在機器人和無人機系統的支出將達到1,031億美元，比起2017年還要成長22.1%。IDC預計，到2021年，這一支出將成長一倍以上，達到2,184億美元，2016年至2021年之間的平均年複合成長率為25.4%。
IDC預計2018年在機器人支出上，將達到940億美元，約占整體支付的91%，這一趨勢到了2021年之前都不會改變。其中，工業機器人解決方案占機器人支出的比例最高，超過70%；其次是服務機器人和消費機器人。
IDC表示，由於工業機器人變得愈來愈智慧化、更人性化、更容易協同合作。這加速了汽車製造業以外的廣泛製造業的快速採用。尤其是需要更高精度、靈活性、機動性和協作能力的輕型機器人的高科技製造業，表現最為明顯。
ABB機器人及運動控制事業部負責人江敏秀(圖1)指出，工業4.0概念興起之後，帶動智慧製造、數位轉型等需求，在此狀況之下，供應商與終端業者、系統整合商的磨合期越來越短，使得機器人應用逐漸落實於各種領域當中，而不是仍停留在應用發想、測試檢視的階段。因此，未來機器人創新應用勢將會如雨後春筍般出現。
工業4.0推波助瀾 機器人方案百花齊放
工業4.0帶動智慧製造、自動化轉型需求增加，機器人市場也跟著水漲船高；為此，機器人供應商的解決方案也不停推陳出新，不僅藉此滿足各領域的應用需求，也希望能進一步搶食市場大餅。
看好協作型市場 UR新款e-Series問世
協作型機器人具備簡單易用且安全的特色，可幫助不同領域及規模的企業實現更全面的自動化轉型，已成為製造業自動化轉型中相當重要的關鍵，市場發展亦持續看俏。
根據Bis Research Analysis「2017~2022年全球協作型工業用機器人市場」研究報告指出，全球協作型機器人市場的年複合成長率高達63.33%，象徵全球產業對協作型自動化導入的強勁需求。
以亞洲地區為例，Universal Robots(UR)東北亞總經理山根剛指出，2017年亞洲地區工業機器人市場成長37%，主要動力來自於中國大陸和台灣；而汽車、電機/電子和金屬仍為導入自動化技術的主要垂直領域。人類開始與機器人共享工作空間，以人機協作為核心的趨勢正持續發酵，為生產和非工業的應用開啟新的可能性。
為此，Universal Robots便宣布推出全新旗艦款e-Series系列協作型機器人，透過三大重點改良升級，協助企業朝協作型自動化轉型。新款e-Series協作型機器人具三大重點改良，首先是操作與部署機敏度再升級，從拆封、裝機到設定機器人第一項任務，過程僅需1小時，而且所有關節都能在6分鐘內更換完成；透過內建力矩感測器，進一步提升機器手臂準確度及敏感度。
第二是操作介面更直覺。使用介面和設定流程經過重新設計後，操作者只要在觸控式螢幕上簡單滑動與點擊方向鍵，就能輕鬆移動機器手臂到要求定點，降低了技術門檻加速開發，即便是沒有程式設計經驗的操作者也能快速上手。
第三是通過高規格安全標準。e-Series協作型機器人搭載17項安全功能，包括可自由設定機器人運作時間、最短安全距離等，進一步確保人機協作的安全性。所有功能皆通過德國驗證機構TÜV Nord認證，符合EN ISO 13849-1(Cat. 3 PLd)及EN ISO 10218-1等機械安全標準。
Universal Robots總裁Jürgen von Hollen(圖2)表示，產品技術平台的持續優化將是創新突破關鍵，先進的平台系統能針對企業所需的多元應用提供創新技術，將成為未來協作型自動化的關鍵發展重心。
Hollen進一步說明，協作型機器人涵蓋很多面向，長久以來產業界提到協作型機器人率先想到的就是安全性。不過，安全只是協作型機器人其中一項要件，協作型機器人還須易於導入和安裝，以及容易編程與使用。換句話說，要能讓使用者自行DIY，才得以滿足不同的生產需求，靈活因應未來市場中的各項機會與挑戰。未來透過e-Series平台，期能在未來數年內實現更多樣化的應用可能，為企業發展和完善自動化進程提供全方位的服務支援。
搭載雙視覺/AI Epson協作機器更智慧
另一方面，愛普生(Epson)則是於2018自動化工業大展上發布一系列新品，包括WorkSense W-01自主性智慧雙臂機器人、T6 SCARA四軸機械手臂、N6六軸摺疊式機械手臂，期能透過更優化的性能與荷重升級，可讓操作及產線應用更彈性多元，協助台灣生產製造業者接軌自動化轉型浪潮。
台灣愛普生產業科技事業部總經理王亮國先生指出，新推出的WorkSense W-01擁有「視覺辨識」、「力覺感覺」、「自主思考」三大特色，其搭載6個視覺及2個力覺感測器，可快速辨識3D立體空間內的物件、偵測其位置與方向並精準掌控操作力道；該產品還擁有十五軸關節的雙臂末端，設有靈敏的夾持工具，有助於各種形狀、大小的物件取放，可勝任高難度的組裝任務。
另一款新發布的T6四軸SCARA機械手臂，則搭載簡易輸出/輸入控制埠(I/O Port)及內建控制器，使安裝及布線工程精簡化，工廠空間利用效率亦加倍提升；馬達模組無需電池，可省去購買、汰換電池的成本並縮減停機維護時間，讓機械運作順暢不間斷。此外，該產品能以100VAC~240VAC電源運作，降低耗電量，臂身長度可負荷高達6公斤的物件，適合執行簡單、重複性高的取放動作。
至於N6六軸摺疊式機械手臂，擁有1,000mm的手臂長度，可負荷高達6公斤的物體，獨創摺疊式設計，有利機器於空間狹隘的作業環境中，完成更高的位移幅度與更廣泛的動作。此外，該機械手臂可自行規畫作動最短路徑，再藉由其手臂旋轉功能，靈活地於六軸之間自由移動並縮短位移距離。
讓生產更彈性 AGV後勢看漲
機器人需求持續上揚，除了傳統工業機器人和協作型機器人之外，AGV的應用也逐漸增加。目前AGV主要應用在倉儲物流，可以按照程式設定和預先規畫好的軌道進行檢貨、卸貨、上下料。
對此，安川電機業務改革室協理黃啟昌指出，為了讓生產彈性更大，發展「會移動」的機器人是必然趨勢，AGV搭載協作型機械手臂，不僅能協同人員作業，也可應用於產線間的物品運送，減少搬運人力，讓生產流程更有彈性。
也因此，眾多業者也紛紛發展AGV解決方案，像是佳世達攜手ABB，打造智慧自主移動機器人。該產品整合AGV及機器手臂，並結合視覺技術。機器手臂與人員之間的協作，能延伸機器手臂自由度及工作範圍；而搭載視覺技術，則讓機械手臂彷彿有了眼睛，能夠實現精細的鎖螺絲工作或是3D立體視覺，大幅提升機器手臂的應用。
除了佳士達與ABB合作推出自主移動機器人外，身為機器人四大家族之一的KUKA，旗下也有KMR iiwa無人搬運車。KMR iiwa由LBR iiwa靈敏輕型機器人和一個靈活的移動式平台組成。
LBR iiwa每個軸上擁有七個專用關節力矩感測器，每次有外部觸碰時，都會立即停止，因此可靠導航進行，無需護欄；而移動式平台則借助雷射掃描器實現完全自主導航，監控其周圍環境，當車道上有人或物體時，會立即做出反應。
值得一提的是，KUKA亞太區事業部經理梁信裕(圖3)指出，KMR iiwa還具備「Mecanum車輪」，一個車輪由多個與軸成45度角安裝的滾輪組成，如此一來可讓移動式平台能全向運動並完成360度旋轉，可減少生產流程中的閒置時間與節省空間。
數位化到來 機器人×聯網成趨勢
以數位技術為核心的技術變革，正加速著產業進行數位轉型的腳步，此一風潮也吹至機器人產業，各大機器人供應商正致力實現工業機器人數位化資訊服務。江敏秀表示，機器人應用已逐漸成熟，而機器人供應商的產品銷售模式已不再只是單純販賣硬體為主，而是要將機器人聯網，實現眾多功能(如數據截取、設備監控)打造一個完善的「子系統(Subsystem)」，也就是一個系統工作站的概念。
江敏秀進一步解釋，由於缺工、人口老齡化等因素，使得不論是工業機器人或是協作機器人需求都明顯攀升，各式機器人的創新應用將會越來越多；而為了實現更多應用，機器人供應商不能再以單純「銷售硬體」的作法，也就是純粹賣機械手臂的作法因應市場變遷。而是要從打造「Subsystem」想法出發，也就是如何透過機器人，以及結合周邊輔助工具，協助客戶(如製造業者、工廠端)規畫一個完整的系統，提升整體生產效率，這也是未來ABB主要的發展方向。
也因此，ABB便推出ABB Ability Connected Services工業機器人服務，陸續將工業機器人連上網路，為提供設備聯網服務預作準備。截至今日為止，在全球40多個國家中，已有超過750個用戶端，導入40,000多台內建聯網功能的ABB工業機器人，當中有7,000餘台工業機器人連至ABB Ability Connected Services平台。
透過此一服務，即可啟用設備狀態監控及設備健診功能，透過myRobot多媒體數據分析平台網頁，掌握工業機器人的關鍵運轉資訊。此外，該平台還有隨選服務選單，包含線上技術支援、程式編寫諮詢、設備遠端監控、運轉資料備份管理、設備優化分析、機隊效能分析(Fleet Management)等，協助用戶最佳化工業生產績效。
梁信裕也說，會朝數位化發展，另一個很大的原因就是滿足客戶需求。現今很多業主投資自動化，最大因素便是希望提升ROI，但每個產業有不同的需求和生產狀況。也因此，為了滿足產業不同需求，開創更多創新應用，機器人供應商將不再只是提供「硬體」供客戶選擇而已，而是須了解客戶需求，再提供其所需的產品以及數位化服務(擷取/分析數據/監控設備狀況)，也就是所謂的客製化服務。
總而言之，數位化生產是未來智慧工廠的趨勢之一，為此，KUKA推出以雲端為基礎的KUKA Connect，毋須安裝任何軟體或使用特定裝置，用戶可以隨時隨地查看及分析KUKA機器人的運行狀態，所有的數據分析資料皆可安全、方便及快速地取得，輕鬆管理自動化流程，提高生產效率，加快回應市場變化。
與此同時，為了降低機器人操作門檻，KUKA也推出KUKA.PLC mxAutomation控制系統軟體。該產品適用於所有連接的設備，可與西門子等多家PLC供應商的產品進行整合，不僅簡化操作流程、減少停機時間、降低操作成本、增加生產能力，進而加速產品上線時程。
梁信裕表示，易於安裝和應用是機器人普及關鍵，透過KUKA.PLC mxAutomation軟體，製造業者只需要懂得使用西門子或三菱的PLC，便可操作KUKA的機械手臂。如此一來，業者便可省下人事費用，不須再特地培養一批人員特地學習機械手臂的操作語言。
另一方面，針對數位化發展，安川電機也提出了i3-Mechatronics的概念，也就是從整合(Integrated)、智慧(Intelligent)、革新(Innovative)3個面向著手；換句話說是將現場的元件、製程予以整合，實現工廠(FA)與IT之間的結合，接著於生產現場將數據上傳，以生產現場的數據，運用AI加以活用分析、學習，實現智慧化的生產製程。
黃啟昌指出，針對下一世代的工業發展，該公司將會將機電整合製品和數據活用予以融合，提供能持續提升生產力的解決方案；而機器手臂也會結合此一概念，透過i3-Mechatronics，將會使工廠現場數位數據化，讓生產製造的生產性、功能性都能再進化。
黃啟昌說，隨著工業發展到了4.0的階段，數位化技術開始蓬勃發展，對於機器手臂供應商而言，其產品營運模式也須跟著改變；供應商將不僅是扮演銷售硬體的角色，也須打造整套系統，供系統整合商或終端製造業者使用，這是從這一年開始，最明顯的趨勢轉變。
