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如何利用AGV自動搬運機器人打造完整自動化場域(上)

科技始終來自於人性,自動化、智慧化也更加深刻影響著我們生活,像是日常生活中常見的掃地機器人,或是物流倉儲業、製造業工廠內的AGV自動搬運機器人,大量的自動化設備及數位化系統軟體的使用已成為不可阻擋的趨勢之一。

作者

莊馥綺

2.5k

・2022/12/19

無論是哪個產業,「人」永遠是影響整體結果的最大一項變數,在工業4.0時代下,大家都亦步亦趨往智慧化工廠邁進,想要打造屬於自己版圖的燈塔工廠,拼命購入自動化設備,像是機械手臂智慧刀具等,在一堆自動化機械設備環繞下,看似整個工廠正如火如荼進行加工生產,但營收效益卻不如預期、無法如期交付訂單,而這都是因為當機器正在不停地運轉時,「搬運」這方面卻是遠遠落在後面,狠狠扯了一把後腿,那到底該怎麼把自動化產線不足的那一環補上呢?就讓我們先來看還有哪些問題要解決吧!

 


傳統搬運問題

根據調查,製造業者在產品生產過程中,僅有5%時間用於加工製造,其餘95%都用於儲存、裝卸、等待加工和運送上,舉例而言,常見的情況像是:由人拉著油壓板車,或開堆高機進行料件、成品搬運。但其實無論是在加工產業還是物流倉儲業,廠內通常存在以下三項問題:1.平均1/3以上工作時間為低效能作業,人員無法做真正重要且具價值的事;2.單調頻繁和重複的長時間作業,耗費人員工時;3.場域環境危險惡劣,人員作業職災風險高。

 

全球趨勢快速變化,加上缺工,導致產線自動化已然成為勢在必行的趨勢,雖然在自動化產線上已經有許多自動化機械設備和輸送帶,但輸送帶只是用在產線移載上而已,沒辦法讓原料從倉儲自動轉移到產線,再到入庫、包裝出貨,中間這段過程還是以人力移載為主,這時便需要另一樣自動化裝置來解決這項問題,並將整個工廠內需要人力搬運的地方取代掉,達到縮短搬運時間與勞工成本,有效提高員工產值。


 

AGV自動搬運機器人介紹與運用

AGV(Autimated Guided Vehicle)無人搬運車,主要任務就是分擔原本屬於「人」要執行的搬運工作。解決缺工問題,讓人員可以更聚焦在核心生產作業上,從而降低TPS精實生產七大浪費,提升效率,增加產能。


 

AGV自動搬運機器人種類與挑選要點

在挑選適合的AGV時,可依產品規格、樣式進行挑選,像是導航方式(SLAM/二維碼)、承載能力、運行速度、舉升高度、尺寸等不同面向進行評估。而AGV也可粗略分成以下三種樣式:


1.頂升式AGV

採用二維碼、SLAM 導航等技術實現精確定位,從300kg~1300kg的貨物都可以進行舉升、搬運、旋轉、下放,並通過狀態指示燈提示設備狀態。

 

2.堆高機式AGV

可搭配光學辨識系統軟體達到精準辨識,舉升高度可達6公尺,負載為1~1.5噸,考量到安全需求,當貨物舉升越高,負載重量便會逐漸降低。

 

3.滾筒式AGV

通常銜接在頂升式機器人上方,跟產線機台、輸送帶對接,如果產線對接為籃子或箱子,可以直接利用滾筒式AGV進行移載。

 


AGV自動搬運機器人特點

1.系統化管理

智慧化操作系統軟體,利用無線通訊達到輕鬆及靈活佈署,提供全面設備接入和客戶系統整合能力,並開放API做向上系統軟體整合(WMS、MES、ERP等系統軟體對接),也可將廠內其他類型自動化設備連接整合(機器手臂、自動化設備)

 

2.一站式運維

智慧規劃及調度模組讓整體透明化,可全方位即時監控並以單一頁面呈現在線可視化編輯任務流程,方便驗證規劃的可行性。

 

3.多種使用規劃

二維碼及SLAM雷射導引技術讓AGV在大場域內也能精準定位,也可透過簡單易上手的平板WEB頁面連線操控AGV,適用於任何場域。

 

4.高規格電池與支援快充

採用日系品牌鈦酸鋰電池充電次數高達一萬次以上優於業界同業,正常充電情況下,20分鐘即可充電完畢,電池壽命長達1-2年

 

5.海量調度能力

最多支援700台機器人集群協同作業,可以在整個廠區裡面跨樓層搬運。

 


AGV自動搬運機器人解運作模式

AGV雖然叫作無人搬運車、自動搬運機器人,但其實還是要有所依循,才能依照規劃的路線,將物料或箱件送往指定站點。以下便介紹常見幾種工廠內的使用模式:

 

1.點對點

在大工廠內每趟搬運的距離就是幾百公尺起跳,可由AGV代替人力,執行長距離、長時間、低產值的搬運工作,將原料運送到生產線上,接著再到半成品、成品、包裝、入庫等。

 

2.貨到人

AGV可以把貨物送到指定地點供人揀選,即「貨動,人不動」。像是本來要靠人力將貨物從產線入庫再到倉庫進行出貨、執行叉車搬運作業,現在變成人在固定位置上不動,由堆高機型AGV自動堆棧板,或是把棧板運到任何一處,協助入貨或是出貨的自動搬運。

 

3.訂單到人(人機混合模式)

AGV會將有訂單箱的訂單車派到各揀貨工作站,區域揀貨員將揀選車的商品分到訂單車,揀選完成後,AGV再到其他揀選工作站。這項模式一開始是用在物流業,但也很適合應用在產線上,因為貨架本身可看成是倉儲區(緩存區),依照現場臨時的倉庫或是線邊倉的調度,把半成品或原物料放在貨架上,整個貨架再貼上二維碼貼標籤,這個區域就變成倉儲區或是線邊倉

當產線需要生產投料,或是物流業揀貨,AGV可以自動透過系統指令,將工件、貨物,透過系統串接後下達的命令,幫我們揀貨或是進到產線,自動且高效執行重複、勞累的搬運工作。

 


AGV與機械手臂連動協作

1.實現CNC自動無人化產線

在CNC或是各加工產業中,已經大量使用機械手臂、各種自動裝置來進行自動上下料、解決缺工問題,但送料、半成品或成品間移載的部分還是多以人力為主。

因此可以將機械手臂自動進/出料的系統軟體和AGV進行連動AGV便可以知道哪一個加工機需要取/送料,並透過系統軟體自動對接把物料送進加工機做好後會載到下一個工站或是半成品、成品倉等其他指定區域

 

2.實現全自動化包裝線的堆棧

在棧板下面有一個台車,台車底部貼有二維碼,當AGV進行掃碼時,可以知道上面搬運的貨物是什麼,當棧板跟台車進行綁定後,同時也可以讓機械手臂讀取箱子上的一維碼、二維碼,便可以知道棧板放什麼貨物,再進行拆垛、解垛、堆棧等各種應用,且因為AGV可以進行原地轉彎,在有限的場域內依然可以靈活運用,不怕被限制住。

 

AI人工智慧、機器人等技術可以協助物料管理的進出貨、撿貨、產線上的物料搬運等各項作業。根據不同作業需求,搭配不同設備與系統軟體,進行更全方位的組合運作,但到底可以帶來哪些效益,還有哪些實際整合案例可以參考呢?敬請期待下篇:AGV自動搬運機器人,是你建置智慧化工廠的最後一哩路(下)

 

 

 

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參考資料:富鴻網

 

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