在工具機(jī)市場上，日本與德國一直處於領(lǐng)先地位，其產(chǎn)品與技術(shù)都是領(lǐng)先應(yīng)用的指標(biāo)。然而，隨著智慧製造和工業(yè)4.0的興起，這個(gè)局面也許開始會(huì)有些改變，尤其是至智慧製造非常講求ICT技術(shù)的導(dǎo)入，而這剛好是臺(tái)灣的強(qiáng)項(xiàng)，因此在CNC數(shù)位控制的領(lǐng)域上，臺(tái)灣也有著非常領(lǐng)先技術(shù)和解決方案，以下就是兩家臺(tái)灣業(yè)者凌華科技與臺(tái)達(dá)電子的專訪內(nèi)容：

凌華科技替CNC機(jī)具導(dǎo)入智能 提升加工品質(zhì)與稼動(dòng)率

「傳統(tǒng)上，CNC 工具機(jī)旁都有操作員，切削的異狀很快可以被發(fā)現(xiàn)，但隨著機(jī)器手臂廣泛地導(dǎo)入CNC上下料工作，若是發(fā)生震顫，或是崩刀導(dǎo)致加工不良，可能要到數(shù)小時(shí)後品質(zhì)檢驗(yàn)站才能發(fā)現(xiàn)，此時(shí)造成的時(shí)間及材料上的浪費(fèi)會(huì)是以往的數(shù)十倍。」凌華科技IoT策略解決方案與技術(shù)事業(yè)處資深協(xié)理阮北山說到。

他指出，加工業(yè)者非常重視稼動(dòng)率，若CNC切削機(jī)發(fā)生問題，將導(dǎo)致產(chǎn)品不良率變高。

阮北山表示，不論想要提升加工精度或提高稼動(dòng)率，必要在切削製程中執(zhí)行監(jiān)控，特別是進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)控。凌華MCM-100設(shè)備狀態(tài)監(jiān)診系統(tǒng)，標(biāo)榜能在高精度、高採樣率的狀態(tài)下，針對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械與設(shè)備，進(jìn)行24小時(shí)不間斷的數(shù)據(jù)採集與振動(dòng)測量，可協(xié)助廠商在智慧製造更有競爭力。

圖1 : 凌華科技IoT策略解決方案與技術(shù)事業(yè)處資深協(xié)理阮北山，對(duì)公司在CNC的發(fā)展深具信心。（攝影／王景新）

CNC加工機(jī)若能被賦予智能，內(nèi)建一套全時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的振動(dòng)監(jiān)測機(jī)制，可即時(shí)診斷機(jī)器健康狀態(tài)。以前只能在加工的第二階段發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段已經(jīng)可透過事前預(yù)防性檢測，當(dāng)探知加工機(jī)開始出現(xiàn)不尋常狀態(tài)，可迅速採取對(duì)應(yīng)的處理措施，包括優(yōu)化調(diào)整加工參數(shù)，像是變更主軸轉(zhuǎn)速或更換刀具等等，立即解決小偏差。

談到連接未連接CNC機(jī)臺(tái)解決方案，阮北山說，控制器本身可分為無聯(lián)網(wǎng)MIS和聯(lián)網(wǎng)gateway，正朝向整合CNC gateway傳入MIS系統(tǒng)。他比喻，一條工廠產(chǎn)線其實(shí)就像是一艘精密的軍艦般，「雷達(dá)偵測、飛彈、魚雷等單元各司其職，主控室必須指揮各部位，發(fā)揮應(yīng)有的作用。」凌華在這關(guān)鍵技術(shù)上面，就是扮演產(chǎn)線主控室的角色，不只整合上至下，還包括左到右；也就是橫向與縱向的串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，工作效率自然提高。

凌華經(jīng)由佈局物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的資料分散式軟體（DDS）技術(shù)，將串聯(lián)多套動(dòng)態(tài)實(shí)機(jī)，將各站即時(shí)狀況與資料，送到遠(yuǎn)端雲(yún)端中心進(jìn)行全面性控管，不論是機(jī)臺(tái)動(dòng)作馬達(dá)的即時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、檢測站檢測良率、產(chǎn)能完成率、機(jī)臺(tái)故障警示，全可一手掌握以及預(yù)防各種可能影響產(chǎn)能的突發(fā)狀況。採用Vortex DDS 通訊協(xié)定，可確保資料安全、精確即時(shí)的傳送到每個(gè)站點(diǎn)，克服過去因頻寬而造成資料傳輸阻塞問題。

圖2 : 凌華科技MCM-100設(shè)備狀態(tài)監(jiān)診系統(tǒng)。（source：凌華）

凌華科推出的MCM-100設(shè)備狀態(tài)監(jiān)診系統(tǒng)，可將資料蒐集、振動(dòng)分析演算、運(yùn)算、上網(wǎng)等功能多合一，「是個(gè)all-in-one的solution。」協(xié)助CNC加工機(jī)使用者順利解決傳統(tǒng)切削製程所面臨的各種挑戰(zhàn)，用最輕鬆無負(fù)擔(dān)的方式使得CNC加工機(jī)智能化。

阮北山指出，起重設(shè)備、真空泵、空氣壓縮機(jī)和其他旋轉(zhuǎn)設(shè)備在製造和加工中不可或缺，無法預(yù)期的機(jī)器故障可能導(dǎo)致二至三天甚至更久的生產(chǎn)停機(jī)，造成巨大的損失。凌華科技智能設(shè)備狀態(tài)監(jiān)診解決方案可取代傳統(tǒng)的人工檢測方法，提供全天候的線上監(jiān)測和故障預(yù)測、精確掌握機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、和即時(shí)的反應(yīng)維護(hù)。

此外，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)診系統(tǒng)更可為CNC加工機(jī)設(shè)備商創(chuàng)造出新的商機(jī)。因?yàn)殡S著CNC加工機(jī)設(shè)備供應(yīng)商接觸大量振動(dòng)資訊，一旦結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，對(duì)於訊號(hào)變化與機(jī)臺(tái)故障之間關(guān)聯(lián)性，有更為透徹的理解。「CNC加工機(jī)設(shè)備商可善用不斷累積的知識(shí)資產(chǎn)，催生加值服務(wù)，甚至順勢(shì)調(diào)整商業(yè)模式，從賣斷設(shè)備變成賣機(jī)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)，這同時(shí)也是CNC領(lǐng)域新的挑戰(zhàn)。」阮北山說。

P值+專機(jī)化 臺(tái)達(dá)CNC解決方案迎頭趕上日德大廠

「目前在臺(tái)灣發(fā)展CNC相當(dāng)不容易。」臺(tái)達(dá)機(jī)電事業(yè)群運(yùn)動(dòng)控制事業(yè)部總經(jīng)理蔡清雄開門見山一語道出困境，然而臺(tái)達(dá)身為國內(nèi)CNC數(shù)控系統(tǒng)解決方案指標(biāo)性大廠，仍舊在這片紅海市場以高CP值、專機(jī)化，努力突圍，贏得市場認(rèn)同。

圖3 : 高速攻牙機(jī)：直立式數(shù)控操作介面搭配高速永磁主軸馬達(dá)，適用在高速攻牙機(jī)上執(zhí)行高速攻牙，可獲得絕佳攻牙品質(zhì)。（source：臺(tái)達(dá)）

臺(tái)達(dá)為CNC提供完整解決方案，控制器、驅(qū)動(dòng)器、馬達(dá)、編碼器等核心關(guān)鍵設(shè)備都自主研發(fā)，這與其他國內(nèi)同業(yè)主要提供控制器解決方案不同，提高了技術(shù)門檻，直接把競爭對(duì)手層級(jí)拉高到日本、德國等地的老牌大廠。「控制器管功能、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)管性能，並透過緊密整合，提高整體系統(tǒng)方案的性價(jià)比。」蔡清雄說。

蔡清雄透露，臺(tái)達(dá)CNC技術(shù)部門的控制器以及伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)皆隸屬運(yùn)動(dòng)控制事業(yè)部，具備橫向整合優(yōu)勢(shì)。「國內(nèi)廠商對(duì)日本大廠的品牌忠誠度非常高。」

他認(rèn)為，要在短時(shí)間內(nèi)急起直追已在業(yè)界深耕二、三十年的日、德傳統(tǒng)大廠有一定難度，「所以我們發(fā)展差異化、專機(jī)化。架構(gòu)設(shè)計(jì)上擺脫傳統(tǒng)，不論是位置指令或速度指令，透過臺(tái)達(dá)開發(fā)的通訊網(wǎng)路DMCNET即可串聯(lián)CNC數(shù)值控制器跟伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速總線串聯(lián)及全數(shù)位信號(hào)傳遞，達(dá)到同步時(shí)間精準(zhǔn)、安裝快速及成本合理的目標(biāo)。

蔡清雄進(jìn)一步介紹，臺(tái)達(dá)採取自行開發(fā)CNC控制器與驅(qū)動(dòng)、驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)和CAD/CAM高度整合的設(shè)計(jì)方式，並將自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的控制面板、驅(qū)動(dòng)器、進(jìn)給軸馬達(dá)、主軸馬達(dá)等關(guān)鍵零組件整合成一套靈活、彈性、高性價(jià)比的CNC數(shù)控系統(tǒng)解決方案，特色包括：直接經(jīng)驅(qū)動(dòng)器整合編碼器與光學(xué)尺回授信號(hào)提供精準(zhǔn)控制；透過多顆CPU分工處理提升控制器運(yùn)算效能，進(jìn)行高速高精軌跡控制；提供即時(shí)（ms等級(jí)）機(jī)構(gòu)補(bǔ)償；搭配最新ASDA-A3永磁伺服馬達(dá)，具高精24度位元（16,777,216 p/rev）等級(jí)編碼器，有效提升加工定位精度和低速運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定度。

圖4 : 龍門銑床：搭配三合一驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)高精度、高乘載的多軸同動(dòng)控制。提高運(yùn)動(dòng)平順度及展現(xiàn)優(yōu)異加工品質(zhì)。（source：臺(tái)達(dá)）

如此兼具速度、精細(xì)度、表面光潔度等特性，提升加工速度、品質(zhì)和穩(wěn)定度，為高速攻牙、雕銑加工、模具生產(chǎn)、機(jī)械零組件加工製造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，提供一個(gè)新的選擇。蔡清雄舉例，加工牙齒的牙模，屬於人體器官，牙齒外型呈現(xiàn)不均勻外型，人工加工不可能，就非常適合這樣的方式產(chǎn)製。

臺(tái)達(dá)CNC技術(shù)幫助廠商實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，同時(shí)往智慧化發(fā)展。「透過切削模擬的開發(fā)，幫助客戶在還未加工前，直接模擬包括粗糙度、加工時(shí)間等細(xì)節(jié)，節(jié)省客戶開發(fā)、試作成本和時(shí)間。」最重要的是，臺(tái)達(dá)努力拉近控制器跟使用者距離，人性化高親和力的人機(jī)界面；控制器面板可直接進(jìn)行伺服自動(dòng)增益調(diào)整與參數(shù)備份，經(jīng)乙太網(wǎng)路，可在PC進(jìn)行NC端的檔案管理作業(yè)，NC端也可存取PC的磁碟空間。「介面操作上沒有重新學(xué)習(xí)問題。」針對(duì)加工材質(zhì)特性，例如：鋁參數(shù)的不同，專機(jī)應(yīng)用，優(yōu)化並記憶操作習(xí)慣。

同時(shí)，臺(tái)達(dá)積極協(xié)助臺(tái)灣廠商實(shí)現(xiàn)CNC專機(jī)化，「針對(duì)某一個(gè)應(yīng)用，把很多用戶端使用介面架設(shè)好，輸入?yún)?shù)，進(jìn)行加工，不用透過G-code，經(jīng)由螢?zāi)徊僮鬓D(zhuǎn)出來。」用戶端專機(jī)化，「累積domain的know-how。」

此外，臺(tái)達(dá)的open CNC平臺(tái)同樣自主研發(fā)，「提供沒有螢?zāi)籧ontroller box，客戶端自己買PC，再由CNC box連結(jié)處理，傳送到馬達(dá)，螢?zāi)簧峡吹玫娇蛻粝雱?chuàng)造的差異化。」CNC Soft軟體工具也方便開發(fā)客製畫面。

**刊頭圖片圖說:車銑複合車床：通訊型伺服多軸同動(dòng)實(shí)現(xiàn)高精度加工工藝，標(biāo)準(zhǔn)車床搭配內(nèi)建圖形編程功能，簡化作業(yè)人員操作程序。 （source：臺(tái)達(dá)）