使用 Schneider Electric 的 Lexium 協作機器人達到更智慧、更安全的自動化

協作機器人 (Cobot) 在講究效率、高產量和嚴格品質標準的工業 4.0 製造設施中發揮越來越重要的作用。協作機器人有助於因應熟練勞工的短缺和生產變數，同時促成更安全、更具適應性的營運。製造商可運用人工智慧 (AI)、機器學習 (ML) 和數位工程工具來簡化部署並提高效能，進而加速採用協作機器人。更廣泛的產品可用性和降低的實作成本可繼續降低入門門檻。

本文探討 Schneider Electric 的 Lexium 協作機器人如何在包裝、汽車、生命科學、物流和電子等眾多產業中促成可延展的人本自動化。也會重點介紹 Schneider 全系列的 Lexium 六軸協作機器人，其酬載容量從 3 公斤至 18 公斤不等。涵蓋的控制器選項包括獨立使用的設計，以及可整合連線式機器架構的設計。

本文還會概述設施操作人員如何透過輕量結構、內建安全功能，以及透過拖放式介面或實體導引機器手臂的方式進行直覺的編程，以便迅速部署 Lexium 協作機器人。整合 Schneider 的 EcoStruxure™ Machine Expert 和 EcoStruxure™ Machine Expert Twin 軟體後，就可簡化配置、縮短調試時間，並可支援連線式 IoT 功能的生產環境。

最後，本文將回顧關鍵的永續性和效能優勢，包括減少能源消耗、減少材料浪費和更快投資回報 (ROI)。DigiKey 提供 Schneider Electric 設計的解決方案，能以實際途徑達到更智慧、安全、敏捷的自動化。

針對高要求工作流程提供協作效能

Lexium 協作機器人可支援多種工業 4.0 應用，提供其所需的精確度、靈活性和整合式安全功能。常見使用案例涵蓋包裝、物流和汽車生產，以及電子組裝、半導體製造和生命科學。

Lexium 協作機器人可利用扭力感測器和符合 ISO/TS 15066 標準的安全功能，協同工作人員和其他機器人一起安全操作，無需實體防護基礎設施。具有高路徑準確度和一致的運動控制，可促成精密的處理和細膩的組裝。緊湊的佔地面積和機械靈活性，有助於跨工作站快速重新部署、縮短停機時間，並可支援及時制 (JIT) 和混合模式的生產。

酬載範圍和精度

Lexium 協作機器人系列包含酬載容量為 3、5、7、12 和 18 公斤的六軸款式。每個款式都支援高吞吐量工作流程和細膩的運動準確度，可重複性範圍介於 ±0.0 至 ±0.03 mm，視酬載類別而定。

Lexium Cobot 3KG (LXMRL03S0000) (圖 1) 專為精密任務而設計，例如小零件組裝、樣品處理和檢驗。具有 626 mm 的伸展範圍和 12 kg 的輕量框架，可輕鬆整合到桌上型工作站、活動推車或緊湊型單元中。

圖 1：Schneider Electric 的 Lexium Cobot 3KG 採用輕量結構、六軸運動和整合式扭力感測，可在空間受限的協作環境中支援安全、準確的操作。(圖片來源：Schneider Electric)

Lexium Cobot 5KG (LXMRL05S0000) 在運動靈敏度和酬載容量之間取得平衡，因此適用於電子組裝、輕型機械緊固以及中度負載的拾放任務。具有 954 mm 的伸展範圍和 23 kg 的基礎重量，可在要求一致運動控制的應用中提供靈敏、穩定的效能，包括電路板組裝、連接器安裝和測試。

適用於高要求應用的伸展範圍和酬載

Lexium Cobot 7KG (LXMRL07S0000) 提供 819 mm 的伸展範圍以及快速、反應靈敏的運動控制，適合動態拾放操作。通常部署在包裝和物流生產線上，可進行貼標、堆棧、材料轉移和紙箱建構。

Lexium Cobot 12KG (LXMRL12S0000) 和 Lexium Cobot 18KG (LXMRL18S0000) 型號專為汽車應用的大型零件搬運和組裝而設計。這些系統的伸展範圍分別為 1327 mm 和 1073 mm，可在不影響精密度的情況下因應高負載的工作流程。

下表統整各個 Lexium 協作機器人型號的主要規格。

表 1： Schneider Electric Lexium 協作機器人的技術規格和代表性使用案例。

模組化硬體和控制器選項

Lexium 協作機器人可支援模組化控制器架構，可對應特定的酬載類別和部署要求。例如，Compact Controller (LXMRL00C2000) (圖 2) 就可在空間受限或酬載較小的應用中達到簡單的設定和配置。

圖 2. Schneider Electric Lexium Compact Controller (LXMRL00C2000) 採用緊湊的外罩，且內建 I/O 和網路介面，非常適合在單臂或桌上型協作機器人部署中簡化控制。(圖片來源：Schneider Electric)

小容量款式 (如 3 kg 和 5/7 kg 協作機器人) 還可搭配專用的控制器 (分別為 LXMRL03C1000 和 LXMRL07C1000) 使用，就可針對各種負載類別達到最佳化運動控制和安全功能。

所有 Lexium 協作機器人的控制器皆可支援靈活的 I/O 配置和現場匯流排相容性，能與第三方工業 4.0 系統整合。此平台還可透過標準介面達到末端效應器整合，其模塊化架構可簡化重新配置作業，並可將適用性延伸到多種工作流程和產業。

部署優勢：簡易、可編程、安全

Lexium 協作機器人由輕質鋁合金打造，比同類系統輕 10%、小 20%。其緊湊外形有利於有效整合到新生產線或改裝的工作單元中，並可靈活安裝在地板、牆壁、天花板或活動式平台上。安裝和啟用只需不到 30 分鐘，與傳統機器人相比，架設時間最多可縮短 50%。

工程師和技術人員都可以取用配置和編程。使用者可以引導協作機器人手臂或按下手臂上的 FREE 和 POINT 按鈕來對運動進行編程，這些按鈕可以直接設定位置，因此無需外部裝置。或者也可利用 Schneider Electric 在 HMI 面板或軟體上的直覺式拖放介面，對運動序列進行編程。其他選項包括適用於 Android 架構繪圖板的 EcoStruxure Cobot Expert 軟體。

Lexium Cobot Controller 3KG (LXMRL03C1000) 和 5/7KG (LXMRL07C1000) (圖 3) 皆支援實體引導和圖形化編程，可將設定時間降至最低，並加速生產啟動。

圖 3：Lexium Cobot Controller 5/7KG (LXMRL07C1000) 專為讓較低酬載型號達到效能最佳化的操作而設計，在堅固的獨立機殼內整合了進階運動控制、安全功能和連接能力。(圖片來源：Schneider Electric)

系統級整合與服務

Lexium 協作機器人可整合 EcoStruxure Machine Expert 和 Machine Expert Twin 軟體，可在部署前進行虛擬配置和模擬。工程師可以驗證機器人的定位、末端效應器的互動和工作空間的限制，以識別潛在的碰撞或低效率情況。這些工具有助於縮短調試時間、減少現場除錯作業，並可透過虛擬測試和改進發揮最佳化生命週期效能。

除了獨立操作之外，Lexium 協作機器人還可以搭配 Schneider Electric 更廣大的 EcoStruxure 生態系統達到無縫運作。可透過 Ethernet/IP 和 Sercos 協定與 Modicon M262 運動控制器和 Lexium 32 伺服驅動器和馬達達到整合。此平台亦支援進階服務，例如用於預測性維護的 EcoStruxure Machine Advisor、用於 IIoT 監測的 EcoStruxure Plant Advisor，以及用於非接觸式故障排除的 EcoStruxure Augmented Operator Advisor。

內建安全和工作空間管理

Lexium 協作機器人可支援 SCADA 整合和遠端監測，能進行安全和效能分析。為了確保安全高效的人機協作，所有型號均符合 ISO 10218 和 ISO/TS 15066 標準，並配備用於力道偵測的整合式扭力感測器，以及系統狀態用的 LED 指示燈。安裝包括緊急停止按鈕、預定義軌跡和強制性操作人員培訓。控制桿可提供直接系統控制，包括緊急停止、鎖定／解鎖命令和視覺化狀態回饋。

Lexium 協作機器人可定義五個可配置的工作區域，以支援安全有效的操作：

• 協作區域可達到人機共同分擔任務。
• 純機器人區域可隔離自主操作。
• 受保護區域可在操作期間限制取用。
• 工具導向區域會限制末端效應器的移動，以免受到干擾。
• 碰撞覆蓋區域可允許在特殊組裝步驟中進行受控接觸。

最佳化效能和永續性

Lexium 協作機器人採用全電動設計，無需壓縮空氣或液壓系統，因此可減少能耗並降低總持有成本 (TCO)。具有六軸精密度和 ±0.02 至 ±0.03 mm 的可重複性，可在高吞吐量工作流程中支援一致的品質，例如拾放、插入和精細組裝工作。

這些功能有助於增進首次通過良率、減少報廢並限制返工，對於講究嚴格容差與可追溯性的電子、生命科學和半導體製造來說，這些優點相當關鍵。精確的運動和力道控制可進一步將材料浪費和組件受損的情況降至最低，而且平穩、可重複的處理能力，可延長零件的壽命並降低掉落、碰撞或錯位的風險。

Lexium 協作機器人可將重複性或不適合人體工學的任務進行自動化，可進一步支援勞力最佳化。如此一來，操作人員便可專注於更高價值的活動，例如品質保證、系統監測和持續改進，進而降低受傷風險，同時提高工作滿意度和整體生產力。

最後，模組化部署和靈活的控制器選項可簡化調試和重新部署作業。緊湊型控制器可支援單一協作機器人的安裝和空間受限的環境，而 3KG 和 5/7KG 控制器則可達到與特定酬載互相配合的效能最佳化配置。這些功能再搭配直覺式的編程和模擬工具，就可縮短整合時間、加快價值實現時間並提高投資報酬率 (ROI)。

總結

Lexium 協作機器人結合了全電動驅動、模組化控制器和可延展的酬載，可支援跨產業的高效能自動化。此系列具有六軸運動、整合式安全功能以及從 ±0.02 mm 至 ±0.03 mm 的可重複性，可支援精細組裝到重負載搬運的任務，酬載範圍介於 3 至 18 kg。靈活的控制器、快速編程和數位雙生工具可針對包裝、電子、汽車和生命科學領域簡化部署作業。Lexium 協作機器人可協助製造商以最少的基礎設施變更擴大自動化規模，可支援多品種、中產量和數位整合的生產環境。