相较於传统独立CAM软体之外，如今大多数CAD设计软体品牌旗下不外??都有CAM软体商深度整合，也因此让後者有机会能透过CAD based或CAM产生程式语言，直接与工业机器人对话，进而提高操控灵活性。

基於现今消费及市场需求型态的剧变，各种不确定因素如政经变化、贸易战、供应链重组与新冠疫情等，订单遽增或陡降成为常态，驱动产业转型以强化适应变化的能力。机器人应用普及於各行各业。

然而，近年市场多变促使机器人被赋予更多元复杂任务；企业期待简易、快速导入，并能执行更精细复杂任务的机器人系统，机器人技术趋势朝整体解决方案开发及导入，透过CAD/CAM软体、感测器、周边辅助装置的整合，建构完整的生产体系。

因此开始出现提供机器人「离线编程」系统的必要性，在生产环境外对机器人编程主因，便是为了可执行传统教导式无法完成的复杂轨迹，达到更精确的轨迹控制，进而事先离线模拟规划、节省时间。

图一 : 近年市场多变促使机器人被赋予更多元复杂任务，使机器人技术趋势朝整体解决方案开发及导入。

PowerMILL离线编程 验证机器人设计模拟分析

包括着名CAM软体品牌商Delcam在被Autodesk收购前，即於该公司知名五轴CNC加工CAM软体PowerMILL为核心，搭载机器人模拟和离线编程，可在建置生产设备之前研究机器人工作的多种情况，及时预测设计工作单元时常犯的错误。

藉此以 PowerMILL CAM 为核心，可产出CNC编程最多轨迹策略、最多可支援应用最多机器人厂牌型号，达到18轴机器人（1机器人+12外部轴）；或结合PowerINSPECT，支援手持测头进行工件精确座标定位；并发挥PowerMILL五轴同动加工最擅长的碰撞模拟、轴向运动分析，有效避开机器人手臂运行奇异点、达到平顺的运动，维护机台安全。

由达康科技引进的PowerMIL Robot软体，还能让使用者在最短的时间内整合CAD/CAM与机器人应用，简化工作流程，从而轻松进行编程、模拟、分析和变更路径轨迹；较传统教导式（Teach Learn）控制更精确、自动、节省时间，适用於复杂曲面 雕刻、抛光、切边加工等，让Robot应用更简单、发挥更大功效。

其中「编程设计」因为完整与PowerMILL整合，PowerMILL Robot可提供的效益就包括：

1.可编程机器人用於主轴夹持刀具进行切割应用，适合大型模型工件或低量产产品制造，或镀层和非破坏性的测试；

2.适用於搭配其他工具应用的, 例如抛光&研磨和大量生产。

3.提高机器人与外部轴应用，如直线轨道和旋转工作台，对於工件尺寸和类型有更大的加工弹性；

4.使用「远端操控」快速定位机器人，操作界面类教导式，也能透过JOG选项轻松将机器人移动到所需位置。

「模拟」针对业者精确的理想机器人行为，并透过不同的变数，如轴界限、轴的优先次序和刀具工作平面限制机器人运动，再直接输出模拟程式至机器人端，而无须透过第三方软体转换；或是经由PowerMILL Robot储存偏好的机器人设定，如轴界、刀具限制和原点位置等，在设定架构进行模拟。

PowerMILL Robot还为此提供了广泛的「分析」工具，得以完全掌握机器人编程，并显示机器人的作业半径、最隹化工件位置并进行零件加工。并查看各轴刀具路径及分析机器人行为，确认机器人作业所需的最大范围，发现任何会阻止刀具路径，无法完成与机器人达到轴界限和奇异点的问题。

透过先进的点图，可了解机器人如何移动、机器人轴限制、奇异点及轴反转等。不需进行每把刀具教导式设定，就能达到节省时间与精确的刀具和主轴校准；并根据客户目前的专案设定，自动提供刀具和工作平面设定的建议。

图二 : PowerMIL Robot软体，还能让使用者在最短的时间内整合CAD/CAM与机器人应用，简化工作流程（source:达康科技）

同时引进的RoboDK机器人离线编程及模拟规划服务，则强调可在生产环境之外，直接从对机器人编程，避免因此导致生产停机时间，只需要5个简单步骤依序为：

1.直接浏览机器人资料库，并选择支援40家不同机器人制造商，超过400多种工业机器人之一，轻松建模和其他轴同步於任何应用，例如机械人加工、焊接、切割、喷涂、量测、去毛刺等。

2.定义工具，读取工具的3D模型并将其拖放到机器人上，转换为机器人工具（支援的格式包含STL、STEP 和 IGES），得以快速进行概念验证并校准。

3.输入工件3D 模型，离线精确定位工件零件并建立数位环境。

4.模拟刀具路径，使用直觉的使用者界面建立机器人路径，或可如同CNC编程输入NC档案（G-code或APT-CLS 档案），以进行机器人加工；轻松与CAD/CAM 软体整合，系统将自动优化机器人路径，避免奇异点、轴限制和碰撞。

5.产生机器人程式，毋须使用者具备编程经验，只要点击两次即可离线产生；并使用RoboDK直觉使用者介面，轻松修改程式顺序；自动分割容量较大的程式，以便顺利置入机器人控制器。

图三 : RoboDK机器人离线编程及模拟规划服务，则强调可在生产环境之外，直接从对机器人编程，避免因此导致生产停机时间（source: RoboDK）

PMC推广CAD based 直觉操控机器人

此外，有别於过去工人操作机器人进行量测、焊接、金属去毛边、塑胶溢料处理、抛光、电浆/火焰/水刀切割等需要复杂路径之编程作业时，通常使用人工教导器手动模式操控机器人移动，记录点位与编辑剧本，非常耗时费工也不精准，且因无法模拟而有撞机的可能性。

惟若利用CAM +离线编程软体，配合CAM软体产出加工路径，并透过虚拟环境离线进行工业机器人的剧本编辑模拟的方法较不直觉，且须切换不同的软体，浪费人力工时。

由精密机械发展中心（PMC）多年来积极推广的「CAD Based机器人程式自动生成技术」，则是台湾首款路径自动生成软体，可直接载入工件3D CAD图档後，抽取指定特徵、路径转换成机器人控制的叁数与指令，产生不同机器人语言的指令输出模组，并获得加工路径上所有的空间点位，以进行加工及组装等模拟应用，落实操作自动化。

也可以视需求加入必要的I/O（输入/输出）命令後，从後处理器自动产出供机器人进行加工的控制程式码，机器人便可依据指定的程式码自动操作，免除人工教导的繁复过程，准确率高、安全又省时。

如今专利布局於不同领域创新应用，已陆续申请含中华民国、中国大陆、美国、日本等，共计10项以上核心专利；协助业者发展高端高值化加工技术与设备，辅导建立技术团队，产品化後可创造产值达新台币10亿元以上。

经过结合机器人、加工制程等机械设备，除能扩大机器人应用范畴之深度与广度，其所强调的单一设备便具有复合加工之能力，足以整合分段式加工，以达成工业智动化需求。PMC自2011年便开始着手开发双臂机器人，并从高速数位通讯机器人控制器发展，带领台厂迈向全软体控制器时代，具备基本功能外，并支援外部讯号动态追踪、多机种协同控制及CAD based等进阶功能。

除了结合CAD Based机器人程式自动生成技术与雷射切管作业，打造台湾首部「机器人雷射切管作业单元」产品，经过截取 CAD图档特徵并编辑转换为机器人工作路径和语言，透过3D图档进行加工制程模拟与干涉检测。解决现有多轴雷射切管机制程中机器人运动路径模拟、外部轴协调、焦斑补偿、曲线绕切、管材搭接等技术问题。

另有汉翔航空工业，导入航空用复合材料之浸水反射式超音波模组量测系统，并透过曲面几何特徵、叁数取得扫描路径点位与法线方向，转换成空间中机器人末端位置与姿态。波色科技-多曲面显示器机器人检测系统，透过CAD图档中的曲面几何特徵和叁数（U,V）取得量测点的位置与法线方向，再进一步转换成空间中机器人末端位置与姿态。

工研院离线模拟编程软体EzSim 结合SmithOS加快产品开发

随着AI人工智慧机器人市场正快速成长，根据Global Information的市调显示，预计到2028年将以29.9%的复合年成长率成长至443亿美元，商机可期。经济部技术司近4年也透过科技专案，研发机器人关键技术，将AI结合机器人控制协作、模拟感知及整合多元加工制造经验，协助台湾制造业升级转型智慧制造。除了制造业领域应用外，未来更可广泛应用於服务业领域，为日常生活带来更多便利和创新。

工研院也自2014年开发虚实整合工业型机器人离线模拟编程软体EzSim，於2016年导入机器人系统，便支援多种加工模式，让使用者可自动生成机器人加工路径，包括：机器人夹持工具（Tool in hand）、抓取工件（Part in hand）和使用者快速教点（Fast teaching），大幅减少教导时间。

以6步骤完成机器人路径计算模拟及路径叁数最隹化、搭载感测器实现制程品质要求，避免发生设备碰撞、机器人极限与奇异点；结合实时世界中的核心控制软体SmithOS，深化机器人单元的自主智慧程度，已打造台湾首套自制水五金研磨机器人自动化产线。让使用者可简单导入工件CAD档案，使用路径生成功能，可在软体内进行模拟，并可输出成机器人语言。

由EzSim软体产生工件研磨路径和补偿实际环境端研磨设备空间资讯，藉此提高产品导入效率。并利用CAD/CAM进行产品辅助设计及产线模拟时，经由客户端过去生产及设计经验，协助设计人员进行新产品制程开发，提供设计人员在选择不同材料、制程与设备的合适性。

CAD/CAM编程设计演进 为AI自动生成路径筑基

图四 : 未来机器人甚至已不需编写程式，而是透过AR装置，串联虚拟与真实世界机器的「EASY To Teach」协助业者解决跨厂牌、远距及缩短现实环境教导差异性（摄影：陈念舜）

值得一提的是，在今年鸿海科技日中，该公司已特别在智慧制造展区中，首度公开亮相双臂去毛刺机器人Deburr X Robot，则是由鸿海的战略合作夥伴思灵所打造的自动化机器人。可模仿人类为消费电子产品去毛刺时的动作，具备设备架设调试速度快、打磨点位配合灵活与重复利用率高的特点，可满足不同夹位、不同材质物料去除毛刺的需求。

Deburr X Robot 双臂操作还可简化机台设计，且工具状态在线监测，可保证生产消费电子设备时打磨的品质，并具备基於深度学习的毛刺识别能力，且通用人工智慧数据采集平台，可实现去毛刺等技能普及。

未来机器人甚至已不需编写程式，而是透过AR（扩增实境）装置，串联虚拟与真实世界机器的「EASY To Teach」，由PMC打造机器人MR辅助高效生产解决方案，协助业者解决跨厂牌、远距及缩短现实环境教导差异性；以可视化与即时回??缩短教导训练时间，并减少操作错误与撞机风险，为企业所面临产品多工序需求，提供灵活且高效的机器人生产解决方案。未来还可应用在创博、台达、UR等不同厂牌机器人，实现虚实整合控制的创新变革。