智慧生產再進化：機械手臂怎麼可以沒有PHM？

您的產線有機械手臂？

　　機械手臂發展至今已跨足製造業、汽車業、倉儲業，甚至加工精密的電子業，即使在不同領域中，也常常因為機械手臂故障導致產線停擺，進而增加成本。以現在機械手臂的製造技術而言，安全標準至少都達一定水準，針對緊急停止或碰撞有著嚴密的調教，因此影響到產線的情況更多來自於長時間使用後精度下降的問題。

　　精度下降的原因有很多種，較常見的為機械零件磨損：長時間使用軸承／減速齒輪，接合處容易產生磨耗，磨耗累積到一定程度會使減速機的齒輪背隙增加，影響精度。

機械手臂精度不足導致面板破裂

　　以高精度的面板或晶圓製程為例，高精度的製程通常由多個自動化產線系統組成，面板通常會經過清洗、導電層沉積、液晶填充、蝕刻切割等，其中機械手臂擔任各站轉換的橋樑，但當某站之間的手臂精度不足時，即使幾毫米的偏差也有可能破壞現有的製程；機械手臂若無法將面板精準放置到卡槽或夾層，最後經過切割製程產生的誤差就可能導致產品的精準度不足，若情況嚴重，放入夾層的過程因誤差導致面板破裂，影響到的不只是前期製程和面板的成本，後續機台的校正和產線清理都需要花上數倍的時間進行修復。

機械手臂精度不足導致焊接誤差

　　傳統的加工廠也會類似遇到相似問題，當手臂進行焊接任務，長時間使用的手臂也容易在生產的過程抖動，導致焊接點的誤差，最終品管才檢驗出過多不合規的產品。上述的例子無法有效提早預警的原因，為手臂多用位置感測器來回饋，位置感測器的精準度可能比產品的容忍誤差還大，其次，手臂加工中的行程與感測器位置無關，因此過大的抖動無法判別。若導入PHM技術將可以有效避免。

　　PHM技術蒐集手臂各軸的電流、扭矩訊號，透過預測模型達到全時刻狀態監測。結構上的磨損讓手臂在移動的過程中需要更大的電流扭矩才能負荷原有的力矩，PHM模型可藉由這些變化訊號預測設備的健康程度與產品品質，並且與產品的規格監督搭配使用。將傳統的維護方法轉變為在品質預測結果接近產品規格指標時，對機台進行排程檢修，這不僅能減少產出超規的成品，同時最小化機台修復所需要的時間，對於產線的最佳化有很大的幫助。