運用搬運自動化系統改善與提升產線能力

追求最大效率

傳統中小型的金屬零件製造工廠產線，大多依賴人力來執行重複且粗重的工作，而現今勞動力難求，加上工業領域不斷追求自動化效率提升至最大化的趨勢，開始由人工轉給工業機器人和設備代勞，生產線得到改善，執行工作能有更大的效率，這即是自動化所帶來的好處。

如果想為工廠現場產線導入自動化，不知要從何開始著手的話，建議可先選一條工作重複性高、純粹使用人工上下料產線(LOAD/UNLOAD)的產線(如工廠內用到車床、銑床CNC等工具機的加工程序)導入自動化開始著手；從產線原料搬送和供收料的作業開始，導入機械手臂或供料機等設備，做為效率改善的初步規劃，提升產線的自動化程度。

評估所需自動化的程度:

工廠內的搬運與供料程序，大致我們可分為三階段來說明產線的自動化程度:半自動化、全自動化、以及無人作業自動化。

這些階段各有不同的自動化導入程度、運用的機械設備、及產線的組成複雜度，依照工廠的規模大小與和作業需求、現在使用的設備，來進行自動化整合規劃和提出可行的提升方案。

第一階段:半自動化

在一些金屬零件加工廠，常見的物料管理與搬運方式，大部分是用多層堆疊的塑膠料箱或金屬料架，裝載著待加工件(毛胚)，以人力直接抬起料箱或是使用推車(台車)搬運移動到產線上，加工機器由傳統車床換成了數控工具機。

至於工具機的上下料工作，有些小型工廠則會讓作業員直接以手伸入到工具機主軸夾頭取出完成品並放入下一個待加工原物料。

傳統中小型的金屬加工廠裡最常見到的情況:人員長時間站在CNC工具機旁，被層層料箱或工件置放盤包圍，由作業員用手伸至工具機主軸夾頭直接去取放料，再由機器進行切削或鑽孔加工作業。

在此階段下，切削鑽孔等金屬加工作業，由傳統設備改為CNC數控加工機進行外，原物料的搬運和上下料仍相當依賴人工去執行，半自動化階段還有很大的進步空間，應能再多導入自動化搬運設備進一步提升產線效能與彈性。

第二階段:全自動化

半自動化階段時，本來由作業者或操作員在產線上下料的工作，來到全自動化階段則是交給自動化機器設備來代勞。例如運用門型(或稱天井、桁架、龍門)機械手臂、工業用關節型(六軸)機械手臂，來代替線上人員的雙手，由供料設備取得原料放進加工機，而加工結束的完成品一樣由機械手臂取出並放置在規劃好的成品區位置或回到供料機存放。

至於產線運用料箱、料盤或人工搬運等傳統方式，我們可以先分析產線的實際運作狀況後，選擇適合型式的供收料機，來進行自動化搬送、儲存想要加工的工件，或是存放已經加工完成的製品。

這裡我們由儲存和堆放物料方式來區分供料機的類型，例如:

以治(置)具整列垂直堆疊存放工件的堆疊式(Stacking) 、彈匣式(Magazine)；

以平面料盤擺放並循環動作換盤的料盤式(Pallet cyclic)；

配合料箱、料盤或推車並結合夾取機構、升降機構、輸送帶搬運和較大盤面或料箱儲存空間的立體式(Tray changer/stocker)供料機。

除最初的料盤及料箱的補料準備和完成品收料作業，依產線需求與配置可能仍由產線人員進行外，搬運、換盤、換箱的重複性勞動工作皆能由自動化周邊搬運和供料設備來處理。若是來到全自動化階段，產線效率應有很大的改善，如能再深入分析產線還有哪些工程，例如工件翻面、量測、外觀檢查、抽檢、雷射刻印等工作，還能再對這些需求進行客製自動化設備製作，整條自動化產線的機能可以更為完整。

第三階段:無人作業自動化

由全自動化階段再進化出更進階的產線，不只上下料由機械手臂自動化，連帶每天工作最初的補料與收料，廠域內生產線或倉庫內的整線搬送作業全部無人化，運用無人搬運車(AGV或AMR)，以軌道或無軌方式，在工廠內遊走，運載著料箱或料盤，搭配自動化料倉，不間斷地進行物流搬送作業，現場產線搬運與倉儲自動化、加上生產管理系統的連線配合，達到產線最高的工作效率，也減少人員的辛勞，同時也是最為理想、完整的自動化階段。

以上簡單地說明自動化程度的三個階段，至於實際上我們能運用哪些供料機和機械手臂等設備來組成廠內專用的自動化生產線，則需要縝密的計畫與討論，與客戶們一同逐步分析產線所需、預計自動化的工件類型、加工步驟、現場加工機設備的配置與廠房空間、產線供電需求、總生產時間、一天或特定時段的產量…等等各種評估要素，來選擇最適合且理想的自動化設備配置與組合。