當(dāng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用範(fàn)疇正逐漸從汽車、3C產(chǎn)品製造領(lǐng)域，向其他產(chǎn)業(yè)擴(kuò)散，也是協(xié)助製造業(yè)維持生產(chǎn)力與競(jìng)爭(zhēng)力的重要方法之一。已有部份上下游設(shè)備及終端應(yīng)用廠商也開始各擁AMR/AGV解決方案，造就傳統(tǒng)馬達(dá)廠在有限空間裡融入智慧自動(dòng)化經(jīng)驗(yàn)的新一波商機(jī)。

圖1 : 當(dāng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用範(fàn)疇正逐漸從汽車、3C產(chǎn)品製造領(lǐng)域，向其他產(chǎn)業(yè)擴(kuò)散，正是造就傳統(tǒng)馬達(dá)廠在有限空間裡融入智慧自動(dòng)化經(jīng)驗(yàn)的新一波商機(jī)。（source：https://www.controlengineering.pl）

在今（2019）年漢諾威工業(yè)展已可看出，與AMR/AGV有關(guān)的上游設(shè)備、傳動(dòng)元件等製造與終端應(yīng)用廠商也藉此各擁解決方案，例如Siemens便發(fā)表「從自動(dòng)化到自主式生產(chǎn)」的未來(lái)情境，將零組件、半成本及組裝用的工業(yè)機(jī)器人都可能會(huì)放置於AMR上，再根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)不同規(guī)格產(chǎn)品需求，聚集到產(chǎn)線人員工作站旁，透過(guò)人機(jī)協(xié)作方式完成產(chǎn)品製造、組裝或檢測(cè)。

南韓電子產(chǎn)品大廠LG則整合其內(nèi)部發(fā)展的智慧化生產(chǎn)流程，成為可輸出的商業(yè)解決方案。係同樣利用搭載工業(yè)機(jī)器人的AMR系統(tǒng)，以LiDAR偵測(cè)速度，再經(jīng)視覺精確定位，使得Load/unload精度達(dá)±1mm，並透過(guò)環(huán)境感測(cè)器監(jiān)控生產(chǎn)環(huán)境。

工研院產(chǎn)科所組長(zhǎng)熊治民認(rèn)為，由於智慧生產(chǎn)將可望協(xié)助企業(yè)於兼顧成本、品質(zhì)、生產(chǎn)力、工作環(huán)境等不同需求下，滿足客戶在彈性生產(chǎn)、高度客製化與個(gè)人化產(chǎn)品的製造需求。「現(xiàn)在也有許多大型3C電子製造或代工廠商開始，將過(guò)去多年建構(gòu)智慧自動(dòng)化系統(tǒng)累積的經(jīng)驗(yàn)化為商品或解決方案，以售予上游供應(yīng)商或下游終端客戶。」

馬達(dá)製造整合AGV解決方案　打造智慧工廠

值得一提的是，即便臺(tái)灣馬達(dá)及減速機(jī)廠商未必都能參與今年漢諾威工業(yè)展，但持續(xù)跟進(jìn)現(xiàn)今主流趨勢(shì)，融入智慧自動(dòng)化經(jīng)驗(yàn)，提供在AGV有限空間裡所需小型馬達(dá)等傳動(dòng)元件整合的解決方案，進(jìn)而打造智慧工廠之路始終未止。

創(chuàng)立於1980年的祥儀企業(yè)公司從代工起家，並在1988年開始投入利用內(nèi)部設(shè)置的上百部日本、瑞士進(jìn)口的專用滾齒機(jī)成立高精度加工與組裝生產(chǎn)線，從事微小齒輪馬達(dá)和減速機(jī)、電動(dòng)工具齒輪箱等產(chǎn)品設(shè)計(jì)製造，無(wú)論在速度與精度、可靠度皆足與國(guó)外製作之先進(jìn)伺服機(jī)種媲美，至今已是全球最大齒輪箱製造廠。

圖2 : 祥儀企業(yè)利用本身專業(yè)技術(shù)和設(shè)備研發(fā)背景，強(qiáng)調(diào)要扶持臺(tái)灣中小企業(yè)用得起AGV！（攝影／陳念舜）

且拜微小精密馬達(dá)齒輪箱具備小型化、輕量化、省能源、低噪音等優(yōu)勢(shì)之賜，逐步擴(kuò)充馬達(dá)齒輪箱的運(yùn)用範(fàn)圍，跨足汽車產(chǎn)業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化、消費(fèi)性產(chǎn)品自動(dòng)化、家庭智能化、醫(yī)療、通訊產(chǎn)業(yè)等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)領(lǐng)域，推進(jìn)機(jī)電整合數(shù)位化及智能化發(fā)展；同時(shí)改進(jìn)內(nèi)部製程，關(guān)鍵零組件完全自製。

由於看好智慧自動(dòng)化商機(jī)，自2005年開始跨足機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，研發(fā)扭力強(qiáng)且精度高的機(jī)器人伺服馬達(dá)，並陸續(xù)透過(guò)科技趨勢(shì)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，分為服務(wù)娛樂(lè)型機(jī)器人和應(yīng)用加值服務(wù)。近年來(lái)更融入機(jī)電整合優(yōu)勢(shì)，在生產(chǎn)線上物流AGV內(nèi)部使用自行開發(fā)的馬達(dá)齒輪箱，並導(dǎo)入跨樓層智動(dòng)化運(yùn)載系統(tǒng)；發(fā)展智慧製造新事業(yè)，借助AGV帶動(dòng)精實(shí)生產(chǎn)，持續(xù)精進(jìn)AGV整合無(wú)軌式光達(dá)導(dǎo)航，改善進(jìn)料、加工、組裝、倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)；滿足經(jīng)營(yíng)需求及定位轉(zhuǎn)型，從製造業(yè)跨界轉(zhuǎn)型成為服務(wù)營(yíng)運(yùn)商。

祥儀企業(yè)總經(jīng)理彭紹松回顧過(guò)去近40年來(lái)，該公司從事齒輪箱加工起家，並逐步從傳統(tǒng)金屬加工廠的3K工作環(huán)境跨領(lǐng)域發(fā)展，朝工業(yè)4.0一步一腳印轉(zhuǎn)型的過(guò)程。他說(shuō)：「在導(dǎo)入AGV之前，廠內(nèi)到處都是棧板且人工成本高漲，卻找不到人來(lái)拉貨。」

到了2011年遷入新廠後，開始意識(shí)到企業(yè)亟待科技化管理，而非傳統(tǒng)家庭代工模式。適逢當(dāng)時(shí)TPS精實(shí)生產(chǎn)管理風(fēng)行臺(tái)灣，祥儀也在2010年引進(jìn)中衛(wèi)中心專家團(tuán)隊(duì)輔導(dǎo)，建議於新廠規(guī)劃時(shí)，即應(yīng)導(dǎo)入AGV改造流程動(dòng)線或跨樓層搬運(yùn)，以小單元來(lái)取代10餘條流水生產(chǎn)線。

進(jìn)而參與工研院科專計(jì)畫，利用祥儀本身具有專業(yè)技術(shù)和設(shè)備研發(fā)背景，採(cǎi)用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)輸、磁軌，引進(jìn)有軌式（磁條）導(dǎo)航AGV；接著自行開發(fā)有色磁條，以解決工廠環(huán)境不佳的問(wèn)題。藉此導(dǎo)入智慧化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工廠標(biāo)準(zhǔn)化，確實(shí)提升空間利用率，減少備料區(qū)及棧板。

圖3 : 東方馬達(dá)提供了BLV系列DC.無(wú)刷伺服馬達(dá)，足能因應(yīng)速度安定性及裝載能力等需求，最適用於無(wú)人搬運(yùn)車，能支援現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)以提升工作效率。（攝影／陳念舜）

目前廠內(nèi)共有10餘部AGV持續(xù)運(yùn)行，只要發(fā)出當(dāng)日準(zhǔn)備生產(chǎn)的物料後，即可經(jīng)過(guò)AGV搭配物料架快速搬運(yùn)，實(shí)現(xiàn)「一日發(fā)料、當(dāng)日提供、即時(shí)生產(chǎn)」去棧板化的目標(biāo)，只有最後出貨才會(huì)用到棧板。8年來(lái)大幅提升生產(chǎn)績(jī)效約57%；同時(shí)省水節(jié)能、降低耗能成本，並維護(hù)員工安全。

同時(shí)看好未來(lái)製造業(yè)皆須朝向高彈性、精實(shí)生產(chǎn)的智慧製造領(lǐng)域發(fā)展時(shí)，透過(guò)AGV不僅能減免搬運(yùn)人力、工傷率，還能提高廠區(qū)空間利用率、減少盤虧率及桌邊料量，成為邁向工業(yè)4.0階段的核心關(guān)鍵。

在最新發(fā)表與凌華、資策會(huì)合作開發(fā)的無(wú)軌式導(dǎo)引機(jī)種WAGV，不僅已促成生產(chǎn)線上加工、組裝、物流等各站工作自動(dòng)化，再逐步落實(shí)機(jī)械生產(chǎn)、管理標(biāo)準(zhǔn)化；還搭配廠內(nèi)建置全場(chǎng)域Wi-Fi，連結(jié)ERP/MES/APS系統(tǒng)，即將於2019年完成機(jī)聯(lián)網(wǎng)IoT，和雲(yún)端串連成智慧工廠；期盼未來(lái)能將導(dǎo)入WAGV及TPS的成功經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)入各產(chǎn)業(yè)，或與平臺(tái)串聯(lián)。祥儀企業(yè)更對(duì)外發(fā)表最新WAGV解決方案，並誠(chéng)徵合作夥伴。

祥儀企業(yè)課長(zhǎng)洪凱綸進(jìn)一步分析，目前祥儀正致力於扮演全方位傳動(dòng)解決方案的提供者，累積技術(shù)資產(chǎn)，結(jié)合獨(dú)步全球的電動(dòng)工具齒輪箱技術(shù)，擔(dān)任「智能化設(shè)備與產(chǎn)品」最佳選擇的應(yīng)用平臺(tái)，與市售品最大不同，在於客製化及租賃商業(yè)模式。。

彭紹松強(qiáng)調(diào)：「祥儀不只為了賣AGV，還要扶持臺(tái)灣中小企業(yè)用得起AGV！」以免像過(guò)去許多人都想買AGV，卻不懂得該如何應(yīng)用。進(jìn)而能藉此改善企業(yè)工作環(huán)境，如AGV在祥儀不只用來(lái)搬運(yùn)物料而已，還能用來(lái)改變經(jīng)營(yíng)策略，解決若廠房空間、人力跟不上業(yè)績(jī)成長(zhǎng)而堆積材料，甚至?xí)泳徤a(chǎn)效率等問(wèn)題。

導(dǎo)入驅(qū)動(dòng)整合解決方案　滿足AGV專用需求

此外，隨著愈趨進(jìn)化的功能將取代單純作業(yè)的機(jī)械，尤其是工廠或倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的搬運(yùn)作業(yè)採(cǎi)用了多部無(wú)人搬運(yùn)車，東方馬達(dá)（Oriental motor）也提供了BLV系列DC.無(wú)刷伺服馬達(dá)，輸出功率200W/400W，足能因應(yīng)速度安定性及裝載能力等需求，最適用於無(wú)人搬運(yùn)車，能支援現(xiàn)場(chǎng)業(yè)務(wù)以提升工作效率。

以及約80~400r/min軸速，得以快速起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可從低速至高速穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更廣且順暢的行駛速度；並以速度變動(dòng)少的馬達(dá)來(lái)降低左右輪速度差，以避免蛇行，速度變動(dòng)率約為±0.5%以下，即使下坡運(yùn)轉(zhuǎn)，也能經(jīng)由向量控制執(zhí)行穩(wěn)定的速度控制。並具備高精度停止、剎車功能，不僅透過(guò)減速停止，可避免AGV上的裝置或物件受到衝擊，可提升停止位置精度；若採(cǎi)用附電磁剎車型，能確保裝卸工作物或加工時(shí)，都能維持在停止位置上。

且由於採(cǎi)用中空軸扁平式馬達(dá)體積薄且採(cǎi)用高剛性平行軸減速機(jī)，使之可直接與驅(qū)動(dòng)軸連結(jié)，節(jié)省空間而達(dá)成體積輕巧配置，將有助於AGV降低底盤。容許轉(zhuǎn)矩不會(huì)飽合，可將馬達(dá)轉(zhuǎn)矩活用至最大極限，不僅能發(fā)揮其高轉(zhuǎn)矩特性；且提升減速機(jī)剛性和加大齒輪軸承直徑，單軸最多可承受1,586N載重，兼具高裝載量與拖曳重量。

進(jìn)而配合電池電壓來(lái)限制最高轉(zhuǎn)速，一旦電源電壓低於任意設(shè)定的等級(jí)將輸出警告，可預(yù)先避免馬達(dá)因電池耗盡停止，亦可做為判斷充電時(shí)期的基準(zhǔn)。或?qū)GV的車輪與輸送帶軸等周邊軸整合為一個(gè)系統(tǒng)，透過(guò)RS-485、CC-link、MECHATROLINK、EtherCAT等網(wǎng)路監(jiān)視車輪軸轉(zhuǎn)速、電壓、過(guò)負(fù)載訊號(hào)。

另外，士林電機(jī)也看好AGV在工業(yè)4.0、智慧製造趨勢(shì)下成為不可或缺之角色，負(fù)責(zé)各工作站間物料的移動(dòng)，完成自動(dòng)化設(shè)備間的串接。目前除了代理日本新寶AGV驅(qū)動(dòng)套件，更憑著豐富的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，協(xié)助客戶客製DC伺服馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)AGV，借助DC伺服馬達(dá)小型化的特點(diǎn)，並搭配EtherCAT通訊技術(shù)，讓客戶可以結(jié)合設(shè)備做更便利、精準(zhǔn)控制。

圖4 : 士林電機(jī)除了代理日本新寶AGV驅(qū)動(dòng)套件，更憑著豐富的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，協(xié)助客戶客製DC伺服馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)AGV。（source：士林電機(jī)）