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2025年9月8日

優化零件取放,提高系統生產力

PC-Based 控制技術優化塑膠機台零件搬運效率

NEO 是一款由葡萄牙 INAUTOM Robótica 完全自主開發的直角座標機器人(cartesian robot),專用於塑膠機台的零件取放作業,其目標在於提升系統生產效率。該公司透過採用 AM8000 同步伺服馬達、AX8000 多軸伺服系統、TwinCAT 軟體,並結合長期合作的倍福經銷商 Bresimar Automação 的專業技術,成功打造出此款機器人。

憑藉 C6015 超緊湊型工業電腦(左圖)與 EtherCAT 端子模組(右圖)的精巧尺寸,無需配置獨立控制櫃。
憑藉 C6015 超緊湊型工業電腦(左圖)與 EtherCAT 端子模組(右圖)的精巧尺寸,無需配置獨立控制櫃。

塑膠產業面臨的挑戰是如何持續提升機台與製程的效率與靈活性。INAUTOM Robótica 開發工程師 Fábio Roleiro 強調此專案的重要性時指出:「自動化是維持設備供應商與生產商競爭力的關鍵要素。」 基於此理念,INAUTOM Robótica —— 葡萄牙唯一專注於直角座標機器人生產,並將其他類型機器人解決方案整合至塑膠射出成型機的企業 —— 與在葡萄牙代理 Beckhoff Automation 超過 20 年的 Bresimar Automação 建立了戰略合作夥伴關係。此合作目的在於透過倍福 Beckhoff 先進控制與運動解決方案,提升直角座標機器人的工作速度。Fábio Roleiro 表示:「透過此合作,我們為全系列直角座標機器人打造出完整且具前瞻性的自動化解決方案。」

開放式自動化系統實現高度靈活性

NEO 系列中的直角座標機器人經過優化,能快速且精準地進行射出成型零件的取放作業,從而提升設備生產效率。高精度的取放性能與高速運作等關鍵績效指標,是縮短循環時間的重要關鍵。直角座標機器人的所有元件均經過精心設計,確保系統具備足夠的機械強度,能穩定整合於塑膠機械中。

該公司所採用的關鍵組件包括:作為控制核心的 C6015 超緊湊型工業電腦、結合 AM8000 同步伺服馬達與 AX8000 多軸伺服系統,以及 EL 系列 EtherCAT 端子模組和 EP 系列 EtherCAT Box 模組。Bresimar Automação 的倍福品牌經理 Gervásio Monteiro 指出:「結合這些關鍵組件與 TwinCAT 3 自動化平台,INAUTOM Robótica 的工程團隊得以成功克服所有面臨的技術挑戰。」

為與機器人進行無線通訊,INAUTOM Robótica 採用倍福 CU8210-M001 機櫃型防護罩,內含工業用 WLAN 與行動通訊元件。
為與機器人進行無線通訊,INAUTOM Robótica 採用倍福 CU8210-M001 機櫃型防護罩,內含工業用 WLAN 與行動通訊元件。

在開發 NEO 系列時,實現最高程度的靈活性是重要目標,使其搬運解決方案能依客戶的產線佈局與製程需求進行調整。Fábio Roleiro 強調該系列廣泛的應用潛力時指出:「這款直角座標機器人具備高達 70 公斤的負載能力,因此也會是塑膠產業以外應用的理想選擇。」

多樣化配置的馬達與驅動器產品組合,讓系統能靈活對應不同的負載需求。在軟體方面,憑藉 TwinCAT 實現了全系列規格的標準化整合。為實現兼具高速與高加速度要求的精準運動,龍門式結構的 X、Y 與 Z 軸均配備了 AM8000 同步伺服馬達。憑藉其卓越的動態性能與強大保持扭矩,此款伺服馬達非常適合對精度與效率要求嚴苛的應用。整合於伺服馬達中的編碼器作為回授系統,能提供精確的位置數值,並透過 EtherCAT 及節省空間、減輕重量的單電纜技術(OCT),以 62.5 µs 的通訊週期即時傳輸至 AX8000 多軸伺服系統。

可調適的硬體與軟體

尺寸僅 82 x 82 x 40 mm 的 C6015 超緊湊型工業電腦,是倍福此系列中最小巧的機型。同時提供多元化的安裝選項。Gervásio Monteiro 表示:「INAUTOM Robótica 利用這款工業電腦,充分發揮有限的安裝空間。」 儘管體積緊湊,但搭載的 Intel Atom® 4 核處理器能提供充足的運算能力,透過 TwinCAT 實現直角座標機器人軸向運動的動態同步計算。Fábio Roleiro 在強調 NEO 系列的靈活性時表示:「透過支援 Windows 10 IoT 與 TwinCAT/BSD 作業系統,以及未來對 Linux® 的相容性,我們能充分適應客戶的軟體需求與作業環境。」

應用於 AM8000 同步伺服馬達的單電纜技術(OCT)連接技術,能有效節省寶貴的安裝空間。
應用於 AM8000 同步伺服馬達的單電纜技術(OCT)連接技術,能有效節省寶貴的安裝空間。

INAUTOM Robótica 採用 TwinCAT 3 PLC/NC PTP 10 (TC1250) 實現機器人自動化控制,並透過 TwinCAT 3 HMI 伺服器 (TF2000) 進行可視化處理。基於 HTML5 開發的使用者介面,為機器人系統的管理與操作提供完整解決方案。HTML5 技術既能與移動操作設備結合使用,也能整合至現有基於瀏覽器的塑膠機台人機介面中。如此可節省用於調試機器人的額外設備成本。此外,基於 HTML5 的可視化技術簡化了使用者與系統的互動流程。Gervásio Monteiro 指出:「直覺式的操作降低了人員的學習門檻,這意味著它同時也有助於全面提升作業效率。」 此外,PC-based 的開放式控制平台讓 INAUTOM Robótica 確信能滿足客戶未來的各項需求。

符合 IEC 61508 與 Euromap 67 的安全規範

INAUTOM Robótica 採用 TwinSAFE 安全技術,以實現符合 IEC 61508(SIL3)標準的安全要求。該系統使用 EL1918 TwinSAFE 端子模組(4 通道數位輸入)與 EL2904 端子模組(4 通道數位輸出)。這意味著機器人能依照 Euromap 67 標準(射出成型機與搬運裝置/ 機器人的電氣介面)整合至塑膠成型機中。Fábio Roleiro 強調:「此標準對於機器人操作的安全電氣化與編碼至關重要。」

Fábio Roleiro 總結道:「這套基於倍福驅動與控制技術的解決方案,不僅超越了我們的性能要求,更完全符合 IEC 61508(SIL3)與 Euromap 67 所設定的高標準安全規範。」 將倍福的控制與驅動技術整合至 INAUTOM Robótica 的直角座標機器人中,使取放作業能實現更高水平的速度與精度。INAUTOM Robótica 的客戶可享受縮短循環時間的效益,從而大幅提升塑膠射出成型機的生產效率。這是由於 NEO 系列機器人採用模組化設計,能根據客戶的負載需求與空間規格,量身打造符合其產線佈局與製程的解決方案。Fábio Roleiro 解釋道:「我們的專案證明了卓越技術對滿足特定市場需求的重要性,同時也展現出戰略合作與創新在工業自動化持續發展中扮演的關鍵角色。」