传统工业机器人基于安全考量，必须隔离作业以确保人员安全，加上安装设定及编程都较复杂费时，在产线使用上也相对受限。为满足现代产线弹性生产需求，人机协作机器人应运而生，不但教导简易而且安全性高，成为当前产业相当关注的焦点。
丹麦机器人制造商 Universal Robots 所开发的 UR 系列六轴机器手臂，就是能跟人们并肩工作的协作型机器人，没有繁复难懂的操作设计，从安装到编程操作只需一人便能完成。Universal Robots 亚太区技术支援部门负责人 Andrew Pether 表示，由于协作型机器人整体操作简易又能快速上手，市场需求因而逐渐攀升，也是当前与接下来的重要趋势发展。
▲ Universal Robots 亚太区技术支援部门负责人 Andrew Pether，示范 UR 机器手臂编程 （图片来源：《科技新报》摄）
手动教导式编程易上手，大幅缩短训练时间
现场实际练习编写程式，会发现其实操控 UR 机器手臂不如想像中复杂，就算毫无技术背景或经验，经短时间训练后也能掌握操作。以操控 UR 机器手臂夹取及移动圆柱体为例，首先按下 UR 机器手臂专用教导器（Teach Pendant）背面的黑色按钮，即可进入自由操作模式，也就是能直接用手拖曳机器手臂教导动作和位置，同时透过教导器的使用者操作界面，将各个位置逐一记录为航点（Waypoint），航点指令也能按需求复制剪贴，进一步节省设定时间。
▲ 按下教导器背面的黑色按钮，UR 机器手臂随即进入自由操作模式 （图片来源：《科技新报》摄）
▲ 自由操作模式下，直接用手拖曳机器手臂教导动作和位置（图片来源：《科技新报》摄）
▲ 将每个位置逐一记录成航点（图片来源：《科技新报》摄）
当机器手臂接近目标物件时，利用移动指令微调手臂位置，之后调整握爪宽度，使握爪完全闭合、抓牢物件，接着移动到终点时，再次调整握爪宽度以放开物件。整串航点记录完毕后，只需简单点选播放键，机器手臂就会按照先前所记录的路径，依设定需求反复或单次运作。
▲ 接近夹取物件需微调位置，并调整握爪宽度（图片来源：《科技新报》摄）
▲ 利用移动指令微调手臂位置（图片来源：《科技新报》摄）
▲ 设定握爪宽度，使握爪夹取物件时能完全闭合（图片来源：《科技新报》摄）
另外，也可借由移动指令编写路径，让机器手臂在点与点之间画出直线“走出迷宫”。方法同样是边用手拖曳机器手臂，边将每个笔尖停留位置记录下来，甚至连下笔力道深浅都会记录模拟。设定完毕后，机器手臂就会按航点指令运作，从迷宫起点自动画向终点。
▲ UR 机器手臂走迷宫（图片来源：《科技新报》摄）
▲ 用手拖曳机器手臂教导下笔位置（图片来源：《科技新报》摄）
▲ 将每个停留位置记录成航点（图片来源：《科技新报》摄）
▲ 设定完毕后，UR 机器手臂会按航点指令，在点与点之间画出直线 （图片来源：《科技新报》摄）
通过各项风险评估，取得国际安全认证
不同于传统工业机器人冰冷又危险的形象，UR 机器手臂具有多项安全认证，能近距离与人一起工作而不必加装防护围篱，运作中一旦碰触到人员，就会立刻停止作业，待人员下指令后才会继续运作，确保安全无虞。
针对协作型机器人如何有效降低风险，Pether 认为最关键之处，就是安装前进行全面风险评估（risk assessment），找出潜在风险加以调整控制。国际标准化组织（ISO）也为因应逐渐普及的协作型机器人市场，推出相关安全标准规范，包括 2016 年初释出的 ISO/TS 15066，ISO 10218-2、ISO 12100 等，另外也有第三方机构提供风险评估指南及服务，对降低协作型机器人风险更有助益。
▲ 机器手臂一旦碰触到人员或物件，就会立刻停止作业，教导器也会出现警示讯息 （图片来源：《科技新报》摄）
风险评估完成后，再针对机器人安全系统进行设定调校。UR 机器手臂除了内建安全系统外，还可透过 UR 控制器内的 I/O 界面加装安全装置，进一步降低风险、提高安全性。
Universal Robots+ 平台强化优势，未来将发展工业外应用
UR 机器手臂除了设置与编程容易、安全性高等优点外，今年 6 月也在德国慕尼黑“自动化工业及机器人展”（Automatica）推出“Universal Robots+”平台，为经销商和终端客户提供各种软硬件解决方案，在缩短机器人建置时间之余，也能降低各方研发成本，创造更多附加价值。
Universal Robots+ 为人机协作机器人开拓更多可能性，同时降低导入门槛。Pether 表示，Universal Robots 长久以来研发协作型机器人，具有丰富经验与专业技术，也拥有庞大的研发团队不断精进努力，而新推出的 Universal Robots+ 平台则集结国际开发商社群的研发能力，能更进一步强化 Universal Robots 的竞争优势。
Universal Robots 提供客户选择弹性，可依自身需求自由选搭各种附加配备功能，例如视觉装置、移动功能套件等。Pether 强调，Universal Robots 协作型机器人具有安全系统，能够符合各类应用需求，未来发展绝不仅限于工业环境应用，目前也有服务业应用例子，像是准备食材、出餐等。今后 Universal Robots+ 平台也将提供更多工业领域以外的解决方案，让协作型机器人实现更多领域应用。
▲ 左起：Universal Robots 台湾技术支援部门技术工程师杨博翔、亚太区技术支援部门负责人 Andrew Pether （图片来源：《科技新报》摄）
（首图、图片来源：《科技新报》摄于 Universal Robots 台湾媒体技术工作坊）
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