KUKA 力覺感知應用：記憶卡插件力道感測與反向錯放偵測

前言

在電子製造業，記憶卡等元件的插件作業需要精確的力道控制。反向錯放是常見的品質問題：記憶卡若 180 度反向插入，會因阻力過大而損壞主機板與記憶卡。

本文介紹我們在 2017 自動化展展示的記憶卡插件系統，利用 KUKA 力覺感知技術，不需外掛昂貴的力覺感測器，即可即時偵測反向錯放，避免元件損壞。

力覺感知技術系列：

系統展示影片

▲ 點擊播放：機器手臂記憶插件力道感測與處理

重點時間軸：

0:53 - 0:58：反向錯放偵測示範，系統即時停止並將 NG 件分揀

論壇專案介紹

應用場景

挑戰

傳統插件問題：

記憶卡需插入主機板插槽，需要精確的力道控制
記憶卡可能 180 度反向錯放，強行插入會損壞元件
人工檢查費時且容易疏漏
傳統力覺感測器成本高達 30-80 萬元

需求：

即時判斷插入阻力是否異常
偵測到反向錯放立即停止
自動 NG 分揀，無需人工介入
低成本方案

解決方案

力覺感知插件流程

1. 機器手臂夾取記憶卡
   ↓
2. 移動至主機板插槽上方
   ↓
3. 啟動力覺感知監控
   ↓
4. 垂直下壓插入
   ↓
5. 【正常插入】
   - 扭力值在正常範圍內
   - 完成插入動作
   - 記錄為 OK
   ↓
6. 【異常偵測】（影片 53-58 秒）
   - 扭力值異常上升（反向錯放）
   - 立即停止下壓
   - 記錄為 NG
   - 取出記憶卡，放至 NG 區

技術原理

不外掛 Sensor 的力覺感知：

利用 KUKA 機器手臂的關節扭力感測器
即時監控各軸關節的扭力數據
比對正常插入與異常插入的扭力差異
超過閾值立即判定為異常

與傳統方案比較：

項目	外掛六軸力覺感測器	KUKA 扭力感測方案
硬體成本	NT$ 300,000 - 800,000	NT$ 0（軟體開發）
安裝時間	需拆裝手臂，2-4 小時	當日安裝、設定、測試
維護成本	感測器易損壞，維修費高	無額外維護
投產速度	需校正與調試	當日即可投產

系統規格

硬體配置

元件	規格
機器手臂	KUKA KR6 R900
控制器	KR C4 Controller
力覺感測	KUKA 關節扭力感測（無外掛 sensor）
夾具	記憶卡專用夾爪

性能指標

Sensing Update Rate：< 20ms
軸向感知：XYZABC 軸向力覺感知
反應時間：異常偵測後立即停止（< 50ms）
成功率：反向錯放偵測率 100%

實際效益

品質提升

✅ 防止元件損壞

即時偵測反向錯放
避免強行插入損壞主機板與記憶卡
降低報廢成本

✅ 自動化品質控制

NG 件自動分揀
無需人工檢查
降低人為疏漏

成本優勢

✅ 零硬體成本

不需外掛昂貴的力覺感測器
節省 NT$ 300,000+

✅ 快速導入

當日安裝、設定、測試
當日即可投產應用
無需額外維護

生產效率

✅ 穩定作業

24 小時無人化運作
異常自動處理
確保產線穩定

延伸應用

力覺感知插件技術可應用於：

1. 電子元件插件

CPU 插座組裝
連接器插入
排線組裝

2. 機械零件壓入

軸承壓入
油封安裝
插銷組裝

3. 品質檢測

插入力道檢測（判定組裝品質）
異常件篩選（尺寸過大/過小）
組裝完整性驗證（插到底判定）

技術資源

力覺感知系列文章

力覺感知技術總覽 - 核心技術介紹
記憶卡插件力道感測（本文）- 2017 自動化展
PCB 來料深度感測 - PCB 板材吸取
Tray 盤取放堆疊 - 料盤堆疊應用
散亂螺絲整列 - 力覺 + 視覺整合

結語

KUKA 力覺感知技術在記憶卡插件應用中，成功實現了零硬體成本的品質檢測方案。

核心價值

即時異常偵測
- 反向錯放即時停止
- 避免元件損壞
- 100% 偵測成功率
低成本方案
- 不外掛力覺感測器
- 節省 30-80 萬硬體成本
- 無額外維護費用
快速導入
- 當日安裝、設定、測試
- 當日即可投產
- 簡單、快速、安全
穩定可靠
- 2017 年展示至今持續運作
- 技術成熟穩定
- 可快速複製至其他插件應用

這項技術展示了軟體創新突破硬體限制的價值，在工業自動化領域具有重要的實踐意義。

專案資訊

技術開發：Yaze Lin
系統整合：卓智機器人 Wise Tech Robot
展示場合：2017 年自動化展