圖片來源：ABI Resear (Total Units/Total Revenue By Year World Market)
根據美國“ABI Resear”研究指出，2015年至2020年期間，協作機器人市場規模有望增長10倍，從2015年的9500萬美元飆升至2020年的10億美元。2015年3,030台的出貨量，到2020年將上看40,036台。
由於新供應商、新技術、和投資者的湧入，協作機器人行業正快速發展。國際標準組織(ISO)因應協作機器人的崛起，於今年推出新的技術規範ISO/TS 15066，主要規範如下：
- Safety-rated monitored stop：安全等級的受控制動，人員碰觸，機器人應停止動作；
- Hand Guiding：機器人可由人直接的操作引導來動作；
- Power and force limiting：在一定範圍內，機器人的力道和功率都應有所限制；
- Speed and separation monitoring：警戒區域動作調控，人員進入作業區自動減速。
在國外，作為起草ISO/TS 15066的成員之一的Universal Robots，除了強調產品符合標準規範外，也依照ISO框架可能採用的技術方案，積極佈局專利來保障研發成果。像是在WO2015131904A1提出「Safety-rated monitored stop」技術架構，透過在機器人的關節模組中配置感測器，不僅避免損傷機器人關節模組，也避免損毀物品或傷害操作人員，讓操作人員可以安全地與機器人近距離一起工作。或是在US20130231778A1提出「Hand Guiding」技術架構，讓不擅長機器人程式設計的操作人員，只需將機器人手臂移動至需要的位置，或觸摸方便易用的觸屏平板電腦上的方向鍵即可。(詳細介紹請參閱“透析工業機器人專利-協作篇”)
在國內，廣達集團旗下的光碟機大廠廣明光電（Quanta Storage），2014年也推出國內第一台符合ISO/TS15066規範的協作機器人“TM-5”，以自創品牌“Techman Robot”拓展新的事業版圖。到底廣明光電是運用哪些技術來達到ISO的規範呢？新聚能從專利情報解析出廣明光電可能採用的手段，底下就以「Power and force limiting」為例子：
圖片來源：廣明光電官網，新聚能整理
廣明光電發現現有的機器人，如碰到較大負載的物品或作業人員，受阻而無法繼續轉動時，雖能利用感測器偵測到障礙而緊急剎車，停止關節模組轉動，避免損毀物品或傷害作業人員。然而，關節模組的馬達、編碼器、減速器及傳動機構，依序並排串聯組合在轉軸，形成體積較龐大、且重量重的關節模組，不僅體積龐大不利於機器人的移動靈活性，且佔據生產線過多的空間，而重量重則形成移動的慣性相對較強，並不利於產業機器人的移動定位。
因此，廣明光電透過減速機構、被動件、緩衝彈簧及感測器等構件多重套疊，以及利用交叉間隔設置形成單層的多個緩衝彈簧，簡化關節模組結構，降低關節模組的體積及重量，進而減少關節模組的慣性，達到增加機器人移動靈活性的目的。並可通過選擇緩衝彈簧的數量，調整預設關節模組受到外界抗力的緩衝力，達到適當的安全緩衝空間。藉此，讓力道和功率都有所限制，而達到ISO/TS15066的要求。
圖片來源：各公司官網，新聚能整理
未來協作機器人市場將遵從ISO規範，在此需求下，各種達成此需求的技術方案就成為兵家必爭之地，同時也會是產品規格侵權風險之處。透過新聚能提供的精實研發與專利佈局工作坊，能有效避開特定廠商佈下的專利網，從中發掘可佈局專利的機會。若您想更進一步瞭解，歡迎與我們聯繫。