機(jī)器手臂和工業(yè)聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)需求爆發(fā)，吸引芯片商競推新一代嵌入式處理器，以達(dá)成更優(yōu)異的機(jī)器人伺服馬達(dá)(Servomotor)控制性能；與此同時(shí)，芯片業(yè)者更利用FPGASoC，靈活支援EtherCAT、PROFINET和Powerlink等多種工業(yè)乙太網(wǎng)協(xié)定，進(jìn)而滿足不同系統(tǒng)廠設(shè)計(jì)要求。

機(jī)器手臂在智慧工廠扮演要角，相較過去須設(shè)安全柵欄才能上工的傳統(tǒng)型工業(yè)機(jī)器人，新一代協(xié)作型機(jī)器手臂正企圖改變過去的生產(chǎn)模式，其內(nèi)置的力量控制器能限制接觸時(shí)的力道，避免造成人體傷害，因此能與人共同作業(yè)，同時(shí)毋須安全柵欄，可與人類近距離工作，預(yù)期協(xié)作型機(jī)器手臂將蓬勃發(fā)展。

UR新款協(xié)作機(jī)器手臂注重輕巧/安全/靈活性

UniversalRobots亞洲區(qū)總經(jīng)理ShermineGotfredsen認(rèn)為，隨著市場的趨勢發(fā)展，未來市場對(duì)多樣化的夾具以及機(jī)器視覺系統(tǒng)的需求會(huì)增加。

UniversalRobots(UR)亞洲區(qū)總經(jīng)理ShermineGotfredsen(圖1)表示，除了運(yùn)用機(jī)器人解決人力問題之外，在面臨訂單更改或是小批量生產(chǎn)時(shí)，機(jī)器人能否有足夠靈活度面臨急迫改變，以及機(jī)器人的安全性與體積等，都成為機(jī)器人廠商設(shè)計(jì)時(shí)的重要考量。

Gotfredsen進(jìn)一步解釋，該公司今年推出的新款協(xié)作型機(jī)器手臂可改善上述問題，其具備安全性和靈活性，并允許所有腕關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)三百六十度旋轉(zhuǎn)，適用于電子元件、電路板和醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)業(yè)；同時(shí)其容易編程，可應(yīng)對(duì)未來少量多樣化的生產(chǎn)方式。

未來智慧工廠的機(jī)器人將更加注重安全、靈活和彈性，而為了達(dá)到上述目的，機(jī)器人也必須不斷晉級(jí)，逐漸從最簡單的三軸、四軸，演化至現(xiàn)今常見的六軸機(jī)器人，未來更可能出現(xiàn)七軸，甚至是十軸機(jī)器人。

而當(dāng)機(jī)器人關(guān)節(jié)軸數(shù)增加時(shí)，則更需要功能強(qiáng)大的伺服馬達(dá)控制關(guān)節(jié)，使其能更準(zhǔn)確控制、移動(dòng)和反應(yīng)，而相關(guān)伺服馬達(dá)控制的關(guān)鍵元件包括MCU、DSP和FPGA等，各家生產(chǎn)相關(guān)元件的半導(dǎo)體廠商無不瞄準(zhǔn)此波控制商機(jī)；此外，隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)熱度升溫，半導(dǎo)體廠商也已布局工業(yè)乙太網(wǎng)路解決方案。

TI新款處理器將于Q3登場提升Robot控制力/安全性

掌控機(jī)器人關(guān)節(jié)的新利器即將報(bào)到。德州儀器(TI)預(yù)計(jì)今年九月底發(fā)表新款處理器，該產(chǎn)品能更提升多軸機(jī)器人的控制能力與安全性。

德州儀器資深科技委員會(huì)委員兼應(yīng)用協(xié)理鄭曜庭觀察，今年“機(jī)器人與自動(dòng)化展”上，工研院已開發(fā)技術(shù)提升機(jī)器人安全性，產(chǎn)業(yè)亦研發(fā)多款機(jī)器人，但則較少見廠商投入與機(jī)器人相關(guān)的聯(lián)網(wǎng)分析。

德州儀器資深科技委員會(huì)委員兼應(yīng)用協(xié)理鄭曜庭(圖2)表示，今年的智慧工廠發(fā)展趨勢，可發(fā)現(xiàn)業(yè)者更為關(guān)注“安全性”。因?yàn)榻盏聡嚧髲S福斯才剛發(fā)生機(jī)器人誤傷操作員的死亡事件，不禁令人更加省思機(jī)器人的安全性。他認(rèn)為，德國致力發(fā)展工業(yè)4.0，已經(jīng)是先進(jìn)制造業(yè)國家，卻仍然發(fā)生機(jī)器人致死事故，因此其他晚近投入工業(yè)4.0的國家，應(yīng)該更加關(guān)注此問題。

同時(shí)，基于機(jī)器人日益增加關(guān)節(jié)軸數(shù)，亦須提升其控制與即時(shí)反應(yīng)能力，才可增進(jìn)機(jī)器人的安全性，因此德州儀器預(yù)計(jì)今年第三季末推出新款處理器。該產(chǎn)品以ARMCortex-A15為基礎(chǔ)，內(nèi)建可編程即時(shí)單元(PRU)和數(shù)位訊號(hào)處理器(DSP)，與過去類似產(chǎn)品相比，多了壓縮影像之功能，可降低傳輸量且能處理龐大資料。

值得一提的是，智慧工廠由多種要素組成，涉及多種技術(shù)與通訊標(biāo)準(zhǔn)的支援，鄭曜庭表示，因此智慧工廠將促成感測器、控制器、閘道器(Gateway)等元件需求上升，據(jù)了解，該公司目前也已針對(duì)上述元件提出相關(guān)解決方案；他亦指出，智慧工廠除了機(jī)器人等硬體設(shè)備，也必須包含物聯(lián)網(wǎng)/云端巨量資料的分析與預(yù)測，才能提供較佳的安全服務(wù)。

除了德州儀器致力于開發(fā)新處理器于機(jī)器人控制應(yīng)用外，亞德諾(ADI)亦看好工業(yè)自動(dòng)化市場，持續(xù)布局投資該領(lǐng)域。

亞德諾亞太區(qū)馬達(dá)與電源控制行業(yè)市場部經(jīng)理于常濤表示，工業(yè)自動(dòng)化是相對(duì)穩(wěn)定、緩慢而又持續(xù)技術(shù)革新的行業(yè)。

亞德諾亞太區(qū)馬達(dá)與電源控制行業(yè)市場部經(jīng)理于常濤(圖3)表示，智慧工廠是較大的概念，有諸多處理器產(chǎn)品被應(yīng)用，從半導(dǎo)體廠商的角度而言，伺服控制將是商機(jī)所在，該公司針對(duì)伺服控制領(lǐng)域推出浮點(diǎn)混合訊號(hào)處理器和多核心處理器。

于常濤進(jìn)一步解釋，從產(chǎn)業(yè)趨勢來看，不管是處理器、相應(yīng)工具或具備相應(yīng)技能的工程師資源等，將越來越傾向標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)，而新款浮點(diǎn)混合訊號(hào)處理器適用于開發(fā)通用伺服產(chǎn)品，譬如單軸和雙軸控制，此外該處理器內(nèi)建Sinc濾波器可以節(jié)省以FPGA實(shí)現(xiàn)同一功能所需的成本和工程資源。

另外，針對(duì)多軸控制系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制，該公司則推出多核心處理器。該處理器具備低功耗且周邊介面豐富，提升即時(shí)處理任務(wù)與管理周邊的能力，以方便連接工業(yè)封閉回路控制。據(jù)悉，該公司除了布局伺服馬達(dá)控制外，目前也看好工業(yè)以太網(wǎng)路在智慧工廠的前景，因此已有相關(guān)布局計(jì)劃。