工業機器人是什麼?工廠自動化與節省成本的關鍵技術!

全球競爭日益激烈、人事成本不斷高漲,工業機器人逐漸成為製造業與高科技產業必備的設備。工業機器人即是一種自動化裝置,或又被稱為機械手臂,是工廠達成自動化、節省成本的關鍵技術。這篇文章中,我們會帶你了解工業機器人優勢以及應用領域!
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工業機器人是什麼?
根據美國機器人協會的定義,工業機器人是具有可重複改變程式的多功能機械手臂。工業機器人通常擁有移動線性或門式結構,能夠在三軸以上移動;因此,操作者可以透過程式編排來控制機器人的運行,進而執行各種精準的工作,工業機器人可分為以下5大類型:
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類型1:門型手(直角坐標)
門型手類型的工業機器人,是指機器人手臂以直角坐標移動,而每個移動方向都與前一個臂件形成90 度角。門型手在CNC車床等金屬加工上換料快速,而且使用成本較低。但是,門型手工業機器人不能處理重型工件,而且通常無法多工處理。門型手的結構設計難以在惡劣環境下工作,且無法全面防護內部機械部件,因此在應用上較為受限。
類型2:SCARA(圓柱坐標)
SCARA機械手臂是有著水平多關節結構的工業機器人,在Z軸具有剛性,並且可以在X、Y方向上靈活快速地彎曲。SCARA工業機器人原理基於平行軸結構,其優勢在於高速運動以及封閉的防水結構,很適合在狹小空間內實現自動化生產。不過SCARA工業機器人的有效載荷能力有限,不適合處理大型或重型物體,且成本相較於門型手來說較高。
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類型3:青蛙腿(極座標)
青蛙腿機械手臂的原理基於極座標系統,其結構類似於青蛙的腿部排列,具有簡單的計算和程式設計特性。青蛙腿工業機器人由兩個旋轉軸支撐,一個環繞基座轉動,另一個環繞由基座畫出的垂直線的軸來轉動。青蛙腿工業機器人適用於面板廠、電視液晶螢幕、半導體等產業的自動化生產,具有簡單易用的特點,可輕鬆編寫複雜的動作和操作序列。但要注意,青蛙腿工業機器人需要較大的運作空間,如果要在腐蝕性、多塵環境工作,需要準備額外的保護措施。
類型4:一般型(關節型座標)
一般型工業機器人又稱為「關節型座標機械手臂」,具有三個或更多的轉動軸,可在不同的方向和平面上進行操作,適用於各種不同的工業和製造應用。一般型工業機器人可以串聯多個工具機,並跨接協調不同的機械加工程序,因此能夠執行更複雜的任務。飛那達的工業機器人不僅防水、防塵,確保在苛刻環境下仍能穩定運作,還可以透過與內建視覺系統iRVision的整合,提供更聰明的智慧化功能,大幅提升作業效率與精確度。然而,一般型工業機器人的運動半徑越大,所承載的強度就越強,整體造價也會更高,且佔地空間更大。
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類型5:Delta蜘蛛型
Delta蜘蛛型機械手臂是一種特殊類型的工業機器人,具有仿生式的「蜘蛛型機械結構」。與傳統工業用途的設計不同,Delta蜘蛛型機器人的設計可超高速動作,因此廣泛應用於食品業。但是,蜘蛛型的工業機器人不適合負重工作,而且其構造需要避免使用到會氧化的金屬零件,導致成本與複雜性增加。
5大工業機器人比較表
名稱 | 門型手 | SCARA | 青蛙腿 | 一般型 | Delta 蜘蛛型 |
---|---|---|---|---|---|
座標 系統 |
直角 | 圓柱 | 極座標 | 關節型座標 | 關節連結型 |
特色 | 成本低 精度低 |
高速運動 封閉防水 |
簡單應用 | 移動靈活 應用範圍大 |
超高速平移 |
適用 場景 |
特定場景,例如機床操作 | 分裝等具規律的工作 | 半導體,倉儲 | 多種產業都有應用 | 食品加工 |
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工業機器人的4大核心優勢
工業機器人能夠延長作業時間、維持穩定的生產效率,進而減少大量的人力成本、降低生產過程中的錯誤率。在不遠的未來,工業機器人還會升級成智慧工廠的一部分,進一步提升工廠的自動化規模和製造能力。下面就讓我們來看看,工業機器人的4大優勢。
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延長生產時間
工業機器人能夠以更穩定且精準的方式完成工作,保證成果的一致性。與人力作業相比,機器手臂不會疲勞或生病,可以連續運轉24小時。工業機器人還能根據需求調整運行速度,適應不同生產節奏,讓企業在旺季或緊急訂單時輕鬆應對,實現不間斷的生產。
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穩定產品品質
工業機器人不受注意力降低、身體疲憊等因素影響,能在高速且精密的生產線上,穩定的重複執行任務,且有著更高的良率。專業工程師編寫的程式碼能夠有效管理工業機器人作業流程,減少人為瑕疵或錯誤。在電子產業中,工業機器人能以微米級精度組裝手機零件,確保每件產品規格一致,避免人工操作可能出現的失誤。這種穩定性不僅提升產品品質,還能增強企業的市場競爭力,尤其在對品質要求嚴苛的高科技領域。
降低長期生產成本
雖然工業機器人的初期投資不小,但從長遠來看,工業機器人能夠幫助企業節省人力成本,並維持穩定生產效率,在導入工廠的2~3年內,工業機器人帶來的效益就能夠超越成本。工業機器人還能減少因人為錯誤導致的材料浪費與返工成本,讓企業在物價上漲的環境中仍能保持成本優勢。
安全性與穩定度
工業機器人在惡劣的工作環境中發揮著重要作用,工業機器人可以取代人力執行一些高危險性的任務,例如:處理危險物質、在高溫環境下操作等等。透過引進工業機器人,可以有效降低企業員工的職業災害風險,讓員工的健康和安全或的更大保障。在化工廠中,工業機器人能安全搬運有毒化學品,避免工人暴露於危險環境;在金屬加工廠中,它們能在高溫熔爐旁穩定作業,減少燒傷或疲勞事故。這種穩定性與安全性使工業機器人成為現代工廠不可或缺的助手。
工業機器人的3大應用
在掌握工業機器人的優勢後,讓我們進一步探索在各種領域中工業機器人扮演著怎樣的角色。工業機器人可以透過工程師撰寫的程式精準且高效地重複執行特定任務,其應用範圍橫跨多個產業。以下將介紹3個常見且具代表性的應用場景,展示其如何轉化優勢為實際效益。
1.工業機器人在重複性加工中的應用
在需要高頻率、高一致性的生產環節中,例如上下料、組裝流水線及包裝疊棧等作業,工業機器人能夠有效替代傳統人力,不僅降低勞動成本,還能確保生產過程的穩定性和精準度。以汽車製造業為例,機器人可輕鬆搬運數十公斤的引擎部件,從原料區至加工區,再銜接至組裝流程,全程無需人工干預。這種自動化模式不僅大幅提升生產效率,更能在人力短缺的情況下維持產能,非常適合大規模標準化生產需求。
2.工業機器人在品質控管與檢測中的應用
科技產業對產品精度與製程穩定性要求極高,傳統人工檢測已難以滿足需求。工業機器人可嚴格執行主機系統指令,並在檢測過程中保持高精確度。透過整合電子掃描設備,機器人能夠即時分析產品瑕疵,並將數據回傳至主機監控系統,確保品質一致。在半導體製程中,機器人可實現奈米級晶圓缺陷檢測,同步優化良率與產能,成為高科技產業品質管控的核心角色。
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3.工業機器人在包裝與物流管理中的應用
結合視覺辨識技術,工業機器人可動態識別物體形狀與尺寸,完成分類包裝作業,提升產線吞吐量。進一步整合倉儲管理系統後,更可實現物流全自動化,從分揀到運輸一氣呵成。食品加工業中,機器人能即時辨識多樣化產品並完成包裝;電商倉儲則透過機器人與輸送帶的協作,每小時高效處理上千件包裹分揀。此類智能化應用正在改變現代物流與包裝產業的運作模式。
工業機器人Q&A
了解工業機器人的優點及應用的方式後,你是否還有其他疑惑呢?以下是有關工業機器人的常見問題,一起來認識工業機器人的應用產業及飛那達的工業機器人技術。
工業機器人目前主要運用在哪些產業?
工業機器人目前主要運用在食品、電子、航空、醫療、加工等各種產業。其中,又以加工業取代人工上下料為最大宗 ; 對食品業來說,工業機器人可以進行包裝、分揀和烹飪等作業。而在電子產業,用於組裝、測試和檢驗電子零件。另外在航空業或醫療領域,工業機器人的應用都相當常見,並不斷擴展至新的技術與領域。
飛那達的技術與服務優勢是什麼?
飛那達科技在機械自動化領域的優勢十分顯著,我們預見到了工業機器人的前景,在台灣企業最初導入階段就展開了超前的佈局。透過與 FANUC 發那科台灣原廠合作,提供各家企業參訪工業機器人與自動化生產設備的機會,讓企業可以實際認識機械手臂的運作方式。
另外,在導入工業機器人的前、中、後階段,飛那達科技都提供了全方位的技術與服務支援,包括專業分析、機械手臂選擇、程式撰寫、設備架設、校正以及員工培訓等。此外,飛那達更提供線上工程師諮詢服務及異常代碼查詢,幫助排解企業在工業機器人的導入階段遇到的所有困難。
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結論
隨著技術進步、產業需求不斷升級,工業機器人有著精確度高、生產效能穩定的優勢,逐漸取代傳統作業方式與大量人力需求,可以大幅提升企業的競爭力。想提升工廠效率與競爭力?立即聯絡我們,找到最適合您的工業機器人解決方案!
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