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迎接医疗器材生产的全新帮手 – 协作型机器人

人力 26. 十月 2018 / Universal Robots 分享

协作型机器人 (又名「Cobot」) 这种全新的机器人可协助衔接填补全人工组装及全自动生产线之间的空隙。对中小型的特殊医疗器材制造商来说，这是个很重要的竞争优势，而对大型 OEM 厂商来说，也能为过去因成本效益低而无法自动化的流程填补自动化的鸿沟。在此部落格文章中，我们将探讨协作型机器人和传统工业机器人有何不同，并见证三间不同的医疗器材厂商如何运用协作型机器人来增加生产力、提高品质并降低成本。

中小型的医疗器材厂商谈到机器人时，就会想到大工厂中那种在围篱隔离范围内运作的大型工业机器人，或是科幻感十足的仿生机器人。但是，在这两类之间，还有一种正在崛起的全新型态：一种称为协作型机器人 (或简称「Cobot」)的机器人，可协助衔接填补全人工组装及全自动生产线之间的空隙。这种新科技为大型厂商填补了过去因成本效益低而无法自动化之流程的自动化鸿沟，同时也让小型特殊产品制造商得以运用自动化的优势。

依照过往的黄金准则，机器人的成本应约略等于一名员工的两年薪水。但协作型机器人的成本，仅约上述数字的四分之一。传统机器人的资本成本仅佔总系统成本的约百分之 25 到 30。其他成本则和机器人程式编写、设置及专属隔离的工作单元有关，而协作型机器人基本上不需这些开销。协作型机器人前置成本合宜，中小企业厂商通常在一年之内就可回本，有时还超前许多。

Dynamic Group 的 UR 协作型机器人操作完整的射出成型机械流程，用于生产内含对温度敏感之元件的医疗器材：Cobot 会拿起固定要成型之工件的「书框」并放入射出成型机中、将物件送至沖切机、将零件放在作业员面前进行后续处理，接着按下按钮再次启动流程。

DYNAMIC GROUP 让医疗器材制造生产力成长 300%

Dynamic Group 是一间位于美国明尼苏达的未上市外包制造商，专精于医疗及电子产业的高难度射出成型塑胶元件及组装。由于失业率低且工资高，该公司因此计画导入自动化以提高竞争力。协作型机器人操作完整的射出成型机械流程，用于生产内含对温度敏感之元件的医疗器材：Cobot 会拿起固定要成型之工件的「书框」并放入射出成型机中、将物件送至沖切机、将零件放在作业员面前进行后续处理，接着按下按钮再次启动流程。

Dynamic Group 的执行长 Joe McGillivray 说：「以人力的话，我们连生产出一个良好的零件都有问题，更别说轮班的作业员间操作机械流程的方式都略有差异。优傲科技的 UR10 机器人手臂让我们的每次流程都非常一致。我们的人力需求从一班三个作业员降低到每天三班，每班只需一个作业员。因此，我们的生产力实际增加了三倍，且废料的数量大幅下降到几乎归零。」

Dynamic Group 另外部署了两部协作型机器人，来搬运精密零件进行浇口切断及人工检查，此外，亦用于分装应用情境：夹取消毒棉片及生理食盐水放入泡壳中，并将装好的泡壳推上输送带。这样的工作，以往需要六到七人才能完成。「这不仅要速度快，而且又非常大量，在以往根本难以支撑下去。现在，我们只需最少两人，就可以进行这样的操作。」McGillivray 这么说。他表示：「作为这方面的菜鸟，在一开始就能取得这样的成果，不仅意义重大，而且是我们始料未及的。我们不到两个月就回本了，而且还可以继续开拓不同的可能，因为我们能非常快速地将机器人运用在其他产品上。」

Tegra Medical 的 UR 协作型机器人部署在独特的混合模型单元中，协作型机器人在里面从三个不同漏斗夹起毛胚，将其中两个放进两部砂轮机中，另一个产品则放上车床，由内部刀具在半月板修復器材的末端做出斜切的边缘。

TEGRA MEDICAL 在不需流程变更验证的情况下，让生产力增加一倍

位于美国麻州的医疗器材外包制造商 Tegra Medical 专门为先进的手术及侵入性治疗企业生产元件及组件。该公司受到成本及客户要求双双提高的影响而获利日减，因而导入协作型机器人来操作生产医疗器材的机台。导入后，Tegra Medical 的产出加倍，且将 11 名全职员工调离重复性高的劳力作业，投入更高产值的任务。协作型机器人部署在独特的混合模型单元中，协作型机器人在里面从三个不同漏斗夹起毛胚，将其中两个放进两部砂轮机中，另一个产品则放上车床，由内部刀具在半月板修復器材的末端做出斜切的边缘。

工程处长 Hal Blenkhorn 解释说：「我们身在医疗展业中，无可避免地受到流程变更控制的影响。我们必须告知客户，且通过验证程序，才能变更我们的流程。但若只是将作业员换成机器人，这其实并不牵涉流程的变更。我们只变更了流程之间处理元件的方式。这对我们来说有很大的帮助。我们可以让客户享受上述改变所促成的价格降低，我们可以追上生产需求，且不须额外检验及验证程序，对各界也不造成任何负担。」

Blenkhorn 认为这三部协作型机器人在财务面是非常成功的，还说：「平均来说，这些机器人工站只要三到六个月就可以回本。通常我们执行专案时，会预期一年半到两年才能回本，所以对于採用这些全新的协作型机器人，我们感到非常满意。」

Nichrominox 的协作型机器人由内部员工 Cédric Lefrancq-lumiere 进行程式编写。「我完全不会写程式，但在受训两天后，我已经了解如何为机器人编写程式。」

家族相传的牙医器材厂商 NICHROMINOX 让产能提高 10%

Nichrominox 是一间位于法国里昂的家族企业，生产牙医用消毒设备已超过 40 年，但受到低劳动成本国家的影响，竞争越来越激烈。该公司原希望使用传统工业机器人将金属弯折的应用情境加以自动化，但随即发现他们内部资源不足，无法进行，且专案成本太过高昂。

Nichrominox 现在将四部协作型机器人用在三条不同的产线上，用来将折弯单元自动化、为 CNC 车床上下料，并搭配作业员进行产品组装。第一部协作型机器人在一部液压机上进行打孔操作，然后在交换工作台上转动组件，并在第二台液压机进行折弯操作。第二部协作型机器人则和 CNC 车床加工中心完全整合，不仅省时、提升工作品质，更降低重复施力发生职业伤害的风险。在第三条产线，则由一名作业员和一部协作型机器人共同操作组装站，双方理想地协作，不需任何额外的安全防护。作业员透过施加压力 (经由夹爪中内建的力感测器) 来启动协作型机器人，让机器人易于管理。

而协作型机器人则由内部员工 Cédric Lefrancq-lumiere 进行程式编写。「我完全不会写程式，但在受训两天后，我已经了解如何为机器人编写程式。现在我只需要一两个小时，就可为机器人编写新任务的程式，而且我还持续维护精进程式的内容，来提高品质及精确度。」Nichrominox 对机器人的投资在 14 个月后回本，并计画引进更多协作型机器人来改造其产线。

秉持人机协作的理念，协作型机器人採用轻量化的材质、圆弧的关节、可反转的马达及创新的力感应科技，若在其路径上遇到障碍 (或人)，机器人将会自动停下。