展望2024年國際地緣政治衝突,且在航太、半導(dǎo)體、電動車、新能源等次世代產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域競爭勢必加劇,除了工具機已妥為分散布局,對於關(guān)鍵零組件中規(guī)模更小的傳動系統(tǒng)廠商,也正積極引進國內(nèi)外大廠支援數(shù)位化、環(huán)保減碳等元素?zé)o縫接軌,以加持國際競爭力。
根據(jù)臺灣工具機暨零組件公會(TMBA)最新整理統(tǒng)計,在2024年1月工具機零組件包含工作物夾持器、分度頭或其他工具機特殊配件,以及滾珠螺桿、線性滑軌、金屬切削/成型工具機零附件等出口值約1.27億,年成長9.8%,表現(xiàn)優(yōu)於整機(-18.2%)。在出口占比超過5%的前3大出口地區(qū),光是中國大陸(含香港)就將近6成(57.9%),遙遙領(lǐng)先落後的美國7.3%、日本6.7%。
且以臺灣工具機關(guān)鍵零組件單月進口表現(xiàn)來看,同期進口總額約為1,523萬美元,較去年同期成長15.8%。至於進口占比超過5%的主要地區(qū),也以大陸(含香港)42.8%最多,其次依序為日本24.0%、義大利8.1%、德國5.5%。

圖一 : 以臺灣工具機關(guān)鍵零組件單月進口表現(xiàn)來看,除了整機高度仰賴大陸為主要出口市場之外,後者也是零組件主要進口來源。(source:TMBA) |
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可見除了臺灣工具機暨零組件高度仰賴大陸為主要出口市場之外,後者也是臺廠主要進口來源,符合臺灣機械公會(TAMI)評估:「雖然目前於ECFA早收清單內(nèi)的機械產(chǎn)品在臺灣出口占比已降至10%以下,且大廠可紛紛出走布局,唯有無力出走的中小企業(yè)若受創(chuàng)較深,也頂多影響1~2%左右。」
「然而,仍有部份業(yè)者是利用對岸便宜的原物料、零組件加工後,再回銷臺灣組裝行銷全球,則可能因此蒙受稅損。」所以TAMI站在總體機械業(yè)的立場,還是希望兩岸關(guān)稅能降至最低,對兩岸產(chǎn)業(yè)才有活路,ECFA早收清單一旦優(yōu)惠中止,對於關(guān)鍵零組件廠商衝擊相對較大。
聚焦高階多軸複合機種 凸顯關(guān)鍵零組件價值

圖二 : 臺廠正積極開發(fā)多軸高速龍門、立/臥式車銑複合、大型立式車床等高階機種,更凸顯於五軸同動/定位加工所需的傳動系統(tǒng)價值!(攝影:陳念舜) |
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否則,各地市場的貿(mào)易壁壘分明將注定不利於資源匱乏,更仰賴出口導(dǎo)向經(jīng)濟的臺灣製造業(yè)。如工具機等單一產(chǎn)業(yè)規(guī)模有限,便難以因應(yīng)國際經(jīng)濟景氣劇烈波動;且以中小企業(yè)為主,不若日本MAZAK一家營收足抵全臺灣約400~500家機械設(shè)備廠商規(guī)模,更無力自主掌握採購、訂製零組件及材料,甚至於普設(shè)全球產(chǎn)銷據(jù)點的能力與成本。
尤其適逢電動車、航太、半導(dǎo)體、新能源等次世代產(chǎn)業(yè)的不同應(yīng)用需求;加上少子高齡化社會影響,將導(dǎo)致勞動人力短缺,加速形成開發(fā)產(chǎn)品、技術(shù)的轉(zhuǎn)捩點。臺廠正積極開發(fā)多軸高速龍門、立/臥式車銑複合、大型立式車床等高階機種,進行工序整合(Process Integration)模式加工,可在極短交期內(nèi)提高整廠多樣少量、客製化批量生產(chǎn)的效率,來實現(xiàn)24/7不間斷自動化加工,更凸顯於五軸同動/定位加工所需的傳動系統(tǒng)價值!
瀧澤科引進日商營運資源 產(chǎn)學(xué)延壽傳動系統(tǒng)

圖三 : 臺灣瀧澤也在2023年捐贈中興大學(xué)機械工程學(xué)系共7套市價超過千萬的「預(yù)兆診斷教學(xué)研究設(shè)備」,包含F(xiàn)ANUC控制器、檢測設(shè)備、試車臺及周邊耗材等。(攝影:陳念舜) |
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例如具備日商背景的CNC車床大廠臺灣瀧澤科技,便利用母公司日本瀧澤甫獲電動車用馬達、減速機、沖床大廠尼得科公司(Nidec)收購契機,進行技術(shù)與情報交流;也期待能為臺灣瀧澤注入更多資源,綜合行銷機會,以強化營運、銷售業(yè)務(wù)的成長;經(jīng)由密切合作cost down來提高綜效,包括共同採購、零組件OEM代工釋單,產(chǎn)品開發(fā)、品保等。
臺灣瀧澤科技董事總經(jīng)理戴雲(yún)錦表示,目前日本工具機強項就是在高速機構(gòu)、傳動系統(tǒng),將會直接影響機臺效能與價值。例如一般臺廠使用的傳統(tǒng)主軸售價不過3萬餘元,但是日系品牌用於鑽銑加工機(Tapping Center)的BT40主軸維修費,可能就高達百萬元,可見品級價值相差之遠,對於研究主軸、傳動系統(tǒng)壽命預(yù)測設(shè)備的重要性。
臺灣瀧澤也在2023年捐贈中興大學(xué)機械工程學(xué)系共7套市價超過千萬的「預(yù)兆診斷教學(xué)研究設(shè)備」,包含F(xiàn)ANUC控制器、檢測設(shè)備、試車臺及周邊耗材等。強調(diào)不僅可為學(xué)生增添實體學(xué)習(xí)的機會,深入瞭解及延長智能化主軸使用壽命、滾珠螺桿運行預(yù)兆診斷等維運技術(shù),達到減少碳足跡與資源最佳利用,進而改善能源及生產(chǎn)效率,共同引領(lǐng)綠色製造復(fù)興!
德川智慧五軸轉(zhuǎn)臺 推進臺廠AIoT減碳成效
至於旋轉(zhuǎn)工作臺也是高階五軸工具機不可或缺的關(guān)鍵零組件,以滿足次世代產(chǎn)業(yè)對於高度複雜與高精度零組件加工需求,對於工具機產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型,推動智慧化和高效率發(fā)展至關(guān)重要。
在臺灣具備高市占率的德川機械,便訴求將透過自製產(chǎn)品、技術(shù)和服務(wù)能力,獲得全球高階工具機用戶肯定,突破德、日系大廠寡占市場的態(tài)勢;再利用富有競爭力的高價值生產(chǎn)設(shè)備與高性價比服務(wù),提供差異化產(chǎn)品,在全球供應(yīng)鏈上占有關(guān)鍵地位。
包括針對碳中和的創(chuàng)新技術(shù),須從機器本身在製造階段的技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用階段的節(jié)能、有效減碳等多方面創(chuàng)新技術(shù),滿足未來綠色工具機需求。德川也根據(jù)ISO-14955規(guī)範,加強轉(zhuǎn)臺的輕量化,於機械結(jié)構(gòu)端導(dǎo)入合金元素、採用一體式主軸設(shè)計,大幅有效提升剛性與減輕重量;並選用高耐磨耗的蝸輪材質(zhì)來增加使用壽命,實現(xiàn)節(jié)能減碳。
同時順應(yīng)目前自動化與彈性化趨勢,德川也將快速交換模組全面導(dǎo)入於旗下轉(zhuǎn)臺系列產(chǎn)品,當客戶若有快速交換盤需求時,不必重新設(shè)計就能快速導(dǎo)入,將大幅降低工件交換的週期時間(cycle time)。待工具機廠引進後,還能彈性擴充自製的分配器,再結(jié)合客戶的夾治具應(yīng)用,達成高度自動化功能,可大幅降低驅(qū)動產(chǎn)品能耗,延長使用壽命週期。
據(jù)悉,目前包括國際轉(zhuǎn)臺大廠NIKKEN、LEHMANN等,均已導(dǎo)入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)模組;以及德、日工具機百年大廠,都陸續(xù)向德川提出共同開發(fā)需求,未來目標將致力於導(dǎo)入資訊化、可視化管理系統(tǒng)強化,並結(jié)合人工智慧(AI)遠端監(jiān)控及減碳關(guān)鍵技術(shù)建立競爭門檻,成為世界級轉(zhuǎn)臺製造廠。
近期推出的「智能搖籃式五軸旋轉(zhuǎn)工作臺GTFA(E)-350H」,便結(jié)合德川自行開發(fā)的i4.0 RT智慧盒及軟體,再透過MQTT通訊協(xié)定上傳感測器資訊,實現(xiàn)即時狀態(tài)監(jiān)控、異常紀錄追蹤、保養(yǎng)履歷跟蹤和「自動背隙補償」功能,達到預(yù)知保養(yǎng)目標,滿足客戶在彈性製造及數(shù)位化監(jiān)控管理上的需求。
進而導(dǎo)入產(chǎn)品品質(zhì)數(shù)位管理、耐磨合金鋼材料、精度驗證量測系統(tǒng)、故障檢測與診斷系統(tǒng)、AIoT零組件智慧售服系統(tǒng),協(xié)助大型設(shè)備廠實現(xiàn)智慧製造,提升產(chǎn)品的品質(zhì)與後續(xù)售服價值。另為了滿足工業(yè)4.0和遠端售服需求,德川也持續(xù)透過產(chǎn)學(xué)合作,投入創(chuàng)新研發(fā)及整合工程,提升機臺加工效能並創(chuàng)造新價值。
並利用廠內(nèi)建置IAS售服平臺,以便未來將地端的故障資訊回報,與平臺的集中化管理,為各大工具機廠和代理商帶來精確售服、產(chǎn)品改善等效益;可支援自建的AR數(shù)位指引和MR遠端專家協(xié)作系統(tǒng),實現(xiàn)精準售服而快速復(fù)工。

圖四 : 德川近期推出的「智能搖籃式五軸旋轉(zhuǎn)工作臺」,便結(jié)合德川自行開發(fā)的i4.0 RT智慧盒及軟體,滿足客戶在彈性製造及數(shù)位化監(jiān)控管理上的需求。(source:臺灣精品獎) |
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威騰斯坦齒輪+齒條方案 協(xié)助提升大型五軸機競爭力
此外,因應(yīng)航太製造加工業(yè)所需龍門銑床具備超大工作區(qū),要求極高動態(tài)與銑削能力,以及優(yōu)異的表面加工性能。德商威騰斯坦公司(WITTENSTEIN)也提出以低背隙行星/伺服直角減速機+齒條成套的傳動單元,並率先推出Galaxie傳動系統(tǒng)及cymex 5選型軟體。
其中採取「模組化」設(shè)計的HPLS(High Performance Linear System)齒條齒輪傳動系統(tǒng),可讓開發(fā)團隊信任利用齒條來滿足極長工作軸的需求;並提供高扭轉(zhuǎn)與側(cè)傾剛度的RP高性能行星式減速機,使之完整軸長上具有極高的系統(tǒng)剛度。
如此一來在進行高速切割(High Speed Cutting,HSC)精密加工時,X-Y-Z線性軸均能達到極高速度、加速度和精準度;Z軸上高性能行星式減速機則能吸收所有的力量,完全捨棄所謂的液壓補償配重,並且減少組件數(shù)量,降低組裝與控制的需求。
並藉此讓機器的工作區(qū)在所有線性軸上(X軸40,000mm-Y軸6,000mm-Z軸3,000mm),均能完成平順而有力的運動導(dǎo)引;表面加工精度完全符合最高標準,容積精度達到55μm,而成為滾珠螺桿望塵莫及之處;與其他使用線性馬達的解決方案相較之下,該公司的系統(tǒng)運作上顯然具有更高的能源效益。

圖五 : 亞太菁英感謝威騰斯坦多年以來,總是可以透過選型軟體,精準提供設(shè)計上選型的最佳化馬達、減速機及模數(shù)配比,明確分析技術(shù)參數(shù)對於設(shè)備整體規(guī)劃的成本和耗能效率。(source:威騰斯坦) |
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由於在臺灣的東臺集團也看好航太、電動車等次世代產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求,將帶來一線曙光,旗下榮田、亞太菁英等大型機種,也藉此成為貢獻2023年營收的少數(shù)亮點,將延續(xù)成為2024年動能。其中亞太菁英長期以生產(chǎn)高速線性馬達龍門型加工機為人熟知,基於線性馬達驅(qū)動固然有很多優(yōu)點,但在於重型移動件和長行程驅(qū)動的應(yīng)用上,將面臨成本及耗能上的議題。
對應(yīng)現(xiàn)今航太業(yè)一體式長桁型零件加工需求,務(wù)必要採用10m以上長行程的龍門型加工機,並於軸向採用減速機齒輪+齒條的配置,才能在切削鈦合金或高剛性鋼材時,有效率提供所須快進給、大推力的加工特性需求,與滿足優(yōu)異的加工表面品質(zhì)。
在這樣的應(yīng)用條件上,齒輪+齒排解決方案將具有相對優(yōu)勢及性價比,所以亞太菁英多年來與威騰斯坦密切合作,分別導(dǎo)入旗下符合前述應(yīng)用條件的GF系列(GF5080)、G系列(G50100)、GM系列(GM3040)、MC系列(MC30200/MC50170/MC30100)機種。
並感謝雙方合作多年以來,威騰斯坦總是可以透過選型軟體,精準提供亞太菁英設(shè)計上選型的最佳化馬達、減速機及模數(shù)配比,明確分析技術(shù)參數(shù)對於設(shè)備整體規(guī)劃的成本和耗能效率,更有助於達到平衡點以避免浪費,在目前實施減碳的全球化議題上,會是顯著有效的做法。
易格斯擴大在地研發(fā)能力 帶動臺德產(chǎn)業(yè)同步成長
臺灣易格斯公司(igus)也即將在今年TMTS展示最先進的工業(yè)科技與製造解決方案,包括毋須工具即可開/關(guān)的E4Q拖鏈,確保簡易安裝和填充,可節(jié)省約40%的裝配時間和減輕10%重量;YE混合型拖鏈則可確保安全及可靠,向上引導(dǎo)軟管和電線電纜。
首件3D列印的readychain p-rack全裝配拖鏈輸送架,強調(diào)所有零附件都可以玉米澱粉材質(zhì)列印,還能完全重新造粒和重複使用,有效減少安裝時間66%、重量80%而節(jié)省資源,並使搬運更加輕鬆、安全。
再透過triflex三維拖鏈收納管線,完美結(jié)合FANUC工業(yè)機器人,並展示Low Cost Automation低成本自動化產(chǎn)品系列、drylin ZLW電動滑臺、PRT轉(zhuǎn)盤軸承、drylin WJRM免上油線性滑塊、guidelok 導(dǎo)向系統(tǒng)、歐日系接頭等。基於過去10年來在內(nèi)部實驗室中進行的200多億次循環(huán)測試,igus現(xiàn)在可為整個chainflex耐彎曲電纜系列提供業(yè)界獨一無二的4年保固,為客戶提供了更多的選擇和規(guī)劃保障。

圖六 : 臺灣易格斯公司將在今年TMTS展示最先進的工業(yè)科技與製造解決方案,包括毋須工具即可開/關(guān)的E4Q拖鏈,可節(jié)省約40%的裝配時間和減輕10%重量(source:igus) |
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值得一提的是,易格斯也在今年農(nóng)曆春節(jié)前,獲準成為首家進駐中科中興園區(qū)的德商,母公司德國igus GmbH為全球最大動態(tài)工程塑膠製造商,並擁有業(yè)界最大研發(fā)測試實驗室;且與英國Mura Technology公司合作,將回收的混合塑膠廢料重新組合成新的工程塑膠產(chǎn)品,可達成循環(huán)經(jīng)濟之效益。
預(yù)計廠房建設(shè)完成後將超過本案投資金額的1億元。於進駐後將結(jié)合中部精密機械軟硬體實力及臺灣在地產(chǎn)業(yè)特性,設(shè)立動態(tài)工程塑膠、智慧製造、智慧機器人3大應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心,引進高性價工業(yè)機器人,提供臺灣企業(yè)在地客製服務(wù),增進其生產(chǎn)效率及降低生產(chǎn)成本,增加臺灣企業(yè)產(chǎn)品於世界上的競爭力。
並將臺灣研發(fā)成果反饋母公司,成為igus GmbH亞洲技術(shù)研發(fā)中心,服務(wù)涵蓋產(chǎn)業(yè)面更廣。藉此將帶動臺灣整體產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)累積及人才養(yǎng)成,增進國家及產(chǎn)業(yè)的成長動力,有助於臺灣推動智慧製造及循環(huán)經(jīng)濟。
**刊頭圖(source:ins-news.com)