自动化抛光的挑战

因应着工业4.0以及人力愈趋短缺的情况下,在这个自动化的大潮流中,研磨抛光领域的工作,由于需要耗用大量人力,也因此顺理成章地成为自动化的主要目标之一。

然而,研磨抛光作业相较于其他产业,反而是相当仰頼操作人员经验的一个领域。这样子的一个特性,也大幅度增加了自动化的複杂度及执行上的困难度。

若是要解决这样的问题,需从三个面相着手:1.硬体设备、2.软体程式、3.耗材

自动化抛光会遇到的问题

硬体设备:

一般而言,会选择自动化专用机机械手臂机械手臂的优点是灵活性高,可配合多种样式的工件;但是本身有一定的机械公差不易克服。而专用机能够加工的样式较为局限,但机械的精度较高,相对的比较适合少样大量生产的模式。

软体程式:

同样以机械手臂及专用机来区分。机械手臂的话,虽然理想上可以适应多种工件的加工,但是程式的编程需要同时具备加工经验及程式编程能力的工程师,这部份是最困难的,通常也需要较久的程式编写时间,很多时候无法即时因应产品的生产週期。如果是专用机的话,由于大多属于少样大量的加工,不需要时常更改程式,所以一般问题较小。

▲机器手臂和专用机比较

再来,是大家比较容易忽略的“耗材的选用”

其实耗材扮演了非常关键的角色!许多人在进行自动化抛光的评估时,忽略了耗材的选择。但是事实上,人与机械不同,人适合的耗材与机械适合的耗材不一定相同。某些耗材可能人无法使用,但在机械上却能发挥出极大效果。所以我们应该也要注意,所使用的耗材是否合适目前的硬体设备。

另外,产品尺寸公差过大需要补正的问题,也是机械抛光较难克服的问题之一,合适的耗材也应该能够弥补这个问题。

机械手臂与人工抛光的比较

我们试着探讨机械手臂与人工抛光,发现有下列差异性:

机械手的刚性虽比人工优良,但补偿性表现较差。毕竟目前机械手的自动检测能力,就目前技术能力来说,还有很大的空间需要改善。而补偿性及自动检测能力之所以重要,原因除了研磨过程中需要随时依据工件的状态,调整抛光方向外;还需要依据研磨耗材不同的状态,调整不同的力量以及角度,来获取一致的抛光成果。

因此,理想的自动化研磨耗材,除了应该负担一部份自动补偿的功用外,也必须确保研磨品质的一致性。机械手臂并无法判断耗材的状态,而补偿的功用基本上可籍由弹性研磨材料来取得。

但是一致性这个议题,就包含了磨料的均一、磨料的自锐效果,以及最重要的「耐磨耗性」和「研磨力如何取得平衡」等难题。

★如果能够解决,甚至可以进一步,利用机械手臂的刚性,达到人工达不到的效果。如此一来,就不只是模彷人的动作,而是真正的机械化时代,这才应该是自动化抛光应该呈现的面貌。

結語

虽然工业4.0仍算是一门新工程,还有许多技术是需要规划与引进的,尚未发展成熟。但若能提早改善这方面的技术工程,将会有大量的优势!不管是硬体设备、软体程式及相关耗材都要有详细的规划,而选择好的耗材更能事半功倍, 离完善的工业4.0也会更趋近。

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