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自動化拋光的挑戰


因應著工業4.0以及人力愈趨短缺的情況下,

在這個自動化的大潮流中,研磨拋光領域的工作,由於需要耗用大量人力,

也因此順理成章地成為自動化的主要目標之一。



然而,研磨拋光作業相較於其他產業,反而是相當仰頼操作人員經驗的一個領域。

這樣子的一個特性,也大幅度增加了自動化的複雜度及執行上的困難度。



若是要解決這樣的問題,需從三個面相著手:1.硬體設備、2.軟體程式、3.耗材



 

        自動化拋光會遇到的問題    

硬體設備:

一般而言,會選擇自動化專用機或機械手臂。

機械手臂的優點是靈活性高,可配合多種樣式的工件;但是本身有一定的機械公差不易克服。

而專用機能夠加工的樣式較為局限,但機械的精度較高,相對的比較適合少樣大量生產的模式。



軟體程式:

同樣以機械手臂及專用機來區分。

機械手臂的話,雖然理想上可以適應多種工件的加工,但是程式的編程需要同時具備加工經驗及程式編程能力的工程師,

這部份是最困難的,通常也需要較久的程式編寫時間,很多時候無法即時因應產品的生產週期。

如果是專用機的話,由於大多屬於少樣大量的加工,不需要時常更改程式,所以一般問題較小。
 
 ▲機器手臂和專用機比較




再來,是大家比較容易忽略的“耗材的選用”

其實耗材扮演了非常關鍵的角色!許多人在進行自動化拋光的評估時,忽略了耗材的選擇。

但是事實上,人與機械不同,人適合的耗材與機械適合的耗材不一定相同。

某些耗材可能人無法使用,但在機械上卻能發揮出極大效果。

所以我們應該也要注意,所使用的耗材是否合適目前的硬體設備。

另外,產品尺寸公差過大需要補正的問題,也是機械拋光較難克服的問題之一,合適的耗材也應該能夠彌補這個問題。



 

        機械手臂與人工拋光的比較    

我們試著探討機械手臂與人工拋光,發現有下列差異性:
 

機械手的剛性雖比人工優良,但補償性表現較差。

畢竟目前機械手的自動檢測能力,就目前技術能力來說,還有很大的空間需要改善。

而補償性及自動檢測能力之所以重要,原因除了研磨過程中需要隨時依據工件的狀態,調整拋光方向外;

還需要依據研磨耗材不同的狀態,調整不同的力量以及角度,來獲取一致的拋光成果。





因此,理想的自動化研磨耗材,除了應該負擔一部份自動補償的功用外,也必須確保研磨品質的一致性

機械手臂並無法判斷耗材的狀態,而補償的功用基本上可籍由彈性研磨材料來取得。



但是一致性這個議題,就包含了磨料的均一、磨料的自銳效果,以及最重要的「耐磨耗性」和「研磨力如何取得平衡」等難題。

 


★如果能夠解決,甚至可以進一步,利用機械手臂的剛性,達到人工達不到的效果。

如此一來,就不只是模仿人的動作,而是真正的機械化時代,這才應該是自動化拋光應該呈現的面貌。


 



        結語    

雖然工業4.0仍算是一門新工程,還有許多技術是需要規劃與引進的,尚未發展成熟。

但若能提早改善這方面的技術工程,將會有大量的優勢!

不管是硬體設備、軟體程式及相關耗材都要有詳細的規劃,

而選擇好的耗材更能事半功倍,離完善的工業4.0也會更趨近。



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