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终端加工业攻坚利器 提升稼动率管理能力
疫情过後加速复工产能
[作者 陳念舜]   2020年06月08日 星期一 浏览人次: [1807]

受到新冠肺炎(COVID-19)疫情冲击,今年Q1工具机产业既延续2018年中美贸易战未解,成长持续探底,又以营收占比最重的金属切削加工领域在航太、汽车、电子等产业受创最深,相关上游供应链该如何协助加工业者,维持生产稼动率及智能化管理将成为显学。


因应现今工具机和终端产品工艺不断推陈出新,主要工法可概分为金属切削与金属成型两大类,前者系透过车、铣、钻、刨、磨等方式,搭配各式刀具削除不需要的金属工件部份,甚至还有雷射、放电等非传统型工具机;後者则利用冲压、剪折、铸锻等方式让工件成型。


根据台湾区工具机暨零组件工业同业公会(TMBA)最新整理今(2020)年1-4月工具机累计出囗金额为7.38亿美元,相较於去年同期下滑25.9%,其中金属切削工具机产品出囗金额约6.13亿美元,约比去年同期减少26.1%;金属成型工具机产品出囗金额为1.25亿美元,比去年同期减少25%。



图1 : 菱鹏贸易引进刀具设定仪的功用,将机台上架刀的工作都转移到刀具设定仪运作,以提升机台稼动率。(source:菱鹏贸易)
图1 : 菱鹏贸易引进刀具设定仪的功用,将机台上架刀的工作都转移到刀具设定仪运作,以提升机台稼动率。(source:菱鹏贸易)

另有别於金属成型加工业者较重视少量多样化的客制化开发能力、多轴机台或加工刀具的差异性,工具机产业的金属切削领域更强调机台大批量生产稼动率和智能化管理,也是近年来因为这波疫情冲击中国大陆、日、韩、欧、美等制造产业受创最深者,国内外刀具或零配件等上游供应链厂商固然无法幸免,也持续透过代理引进、自主开发,而逐渐协助客户提升机台稼动率与智能化管理能力。


菱鹏引进欧日系品牌 满足使用者不同加工需求

面对当前由於疫情引发危机造成挑战,正极大影响着所有人的日常生活,许多国家陆续实施封城锁国措施,造成运输、物流困难;甚至引发上游缺料、生产缺工,下游无法出货等人、物断流的影响,将会造成经济成长相当大幅度衰退,各地机械业市场的业务下降也无法避免。


随着今年国内外展会纷纷递延,对於整体机械业及代理商引进产品也确实受到影响,原本菱鹏贸易预计在今年三月份举行的台南自动化机械暨智慧制造展,也延期到七月举办,将自动化生产结合工业机器人展示。


菱鹏贸易身为台湾代理商,旗下各有来自於德国ALBRECHT公司制造钻头夹头、瑞士DIXI公司制造全碳化钨钢、耐磨削的钻石刀具;以及日本BIG公司、IWATA公司制造中心倒角钻头等欧日系品牌产品,供应一般加工业者使用。


另因应现今在机台上架刀已属旧式作法,浪费时间与金钱,强调工具机就是要持续不间断加工来提升稼动率,才能搏取最大收益!所以让加工的前置作业显得更为重要,尤其是在一般加工时的刀具校正与补正过程中,只要有其中一个环节出错,後续将会造成撞刀、加工精度不良、品质无法稳定等重大损失。


该公司引进刀具设定仪的功用,就是要将机台上架刀的工作都转移到刀具设定仪运作,让机台能够持续不间断生产、加工,以提升机台稼动率。同时满足所有客户追求维持加工精度与品质稳定的方式,可藉之进行刀具的偏摆检测、破损检验、精度确认及刀具寿命管理等。目前所代理的义大利制SPERONI全自动刀具设定仪共有3种等级产品,包含:基本型ESSENTIA、高阶型MAGIS、全自动型FUTURA等,以满足所有客户的不同市场定位需求。


菱鹏贸易也在去年最新引进代理德国LANG零点定位系统、五轴虎钳及自动化上下料系统等,适合现今工业4.0潮流的自动化生产应用产品。其中的RoboTrex自动化系统与CNC工具机之间的沟通简单,无论是新机或现有机器都能适用来提高效率。包含利用其高度灵活的创新专利推车系统,即使在无人值班的夜间或周末假日,也能保证较长的机械加工时数和CNC工具机稼动率;以及虎钳斜角安装,确保最大的空间利用率;透过离线准备工作,毋须停机就能快速重新上料。



图2 : 菱鹏贸易引进代理的德国LANG零点定位系统、五轴虎钳及自动化上下料系统等,迎合现今工业4.0潮流。(source:菱鹏贸易)
图2 : 菱鹏贸易引进代理的德国LANG零点定位系统、五轴虎钳及自动化上下料系统等,迎合现今工业4.0潮流。(source:菱鹏贸易)

菱鹏贸易指出,RoboTrex 52自动装卸系统的核心,为其取得专利的虎钳垂直放置系统,得以确保最大程度利用空间,达成最隹化配置。如依零件大小不同,一般手推车最多可储存42个虎钳,RoboTrex 52则可选配多达4部手推车,代表储存容量可以增至168个虎钳。进而利用自动手推车作为虎钳的储存介质,与工业机器人紧密配合,进行自动化上下料作业,该手推车的外部预装,可使得RoboTrex 52自动化系统能在数秒内重新配备,确保不会引起CNC工具机不必要的停机时间。


正河源自主开发刀具 协助强化客户智能管理能力

另一家台湾刀具大厂正河源公司则重视产品的本质面,透过严格的品质检验,辅以高阶检验设备来维持高精度与稳定性,可在终端加工业的客户追求智慧自动化的制造流程里,维持长时间生产的品质稳定,实现最高效率、高精准的加工应用条件,方便用於刀具寿命管理,有效抚平因为品质不稳定而增加的管理成本。且始终保持与欧美专业刀具厂商共同研发关系,并整合刀杆、刀具、刀片与辅助工具等多样性产品,为品质管控与研发技术加值。


旗下KOVIT品牌所推出新一代PCD/PCBN精密刀片系列产品,便分别在选用刀片材质、制程及成品加工检测设备方面采用了超高标准,先采用欧洲奈米级超微粒钻石/氮化硼基材,透过精密设备进行切割,以真空焊接制程黏着於刀片上;再经过奈米级研磨设备加工研磨修整,最後以高精密显微镜设备检测,达到合??标准要求的高精度质量刀片,而锁定国内外高精密、高速与高效等高端市场的加工需求,抢攻欧美航太、汽机车、电子产业加工等专业领域市场。


过去曾荣获2018年台湾精品奖的铝合金密齿形刀头,即为因应庞大电子相关周边配件高速加工需求,以及开拓新的航太、自行车、机车、模具等产业须精密加工之领域,降低客户采购进囗刀具的费用。可在刀座设计微调结构,针对刀片进行μm级调整;并配合动平衡调整设计,以减少於高速旋转时的动平衡误差,从而获得良好的加工表面。


所采用的聚晶钻石刀片,具备硬度、抗压强度高及耐磨度良好等优点,可适用於高速切削场合,获得最隹加工精度和效率,免研磨即达到镜面等级。且因为刀头具备中心出水功能,得以针对切削刀尖点喷射切削液,有效冷却工件减少应变,以延长刀具寿命;具备径向和轴向调整动平衡装置,能利用移动槽中的质量以改变所在平面,缩减刀把与刀头结合处的力矩,提升刀具动平衡等级,延长刀具寿命;提升刀具不平衡量等级,而得到较精确的加工尺寸,确保机械主轴的使用寿命。


例如过去在电子零组件大厂加工CPU所用配件的工艺时,原本使用的刀头为了满足客户对於表面粗糙度的要求,仅能装夹一片PCD刀片来加工,导致必须在夹具夹持的工件上预留让刀的空间,造成每次被加工材数量减少,效率也十分低落。



图3 : 正河源推出的铝合金密齿形刀头开拓新的航太、自行车、机车、模具等产业须精密加工之领域,降低客户采购国外刀具的费用。(source:正河源)
图3 : 正河源推出的铝合金密齿形刀头开拓新的航太、自行车、机车、模具等产业须精密加工之领域,降低客户采购国外刀具的费用。(source:正河源)

如今配合正河源可调整刃差及动平衡的密齿形刀头,使用整个面铣刀头装夹8刃PCD刀片加工,还能符合客户对表面粗糙度要求,让夹具上可夹持的被加工材倍增;且刃数增加後,亦可提升工作床台进给来提升效率,使之最後得到的表面粗糙度从0.299μm提升到0.046μm,大幅提升後制程的稳定性。


同时为了配合工具机客户采用周边各式刀库、刀座/塔、超音波刀把等关键零组件,推动伺服自动化整合、加工难切削材;或是刀具管理系统最隹化,透过RFID系统、QR code、无线区域网路等,提供相关数据与CNC数控系统、AGV等自动上下料系统高度整合。


正河源公司表示,由於过去该公司推出的铝合金密齿形刀头,也曾受到市场上客户反应刀头校准过於旷日废时的痛点,所以决定积极投入开发对刀仪产品,除了符合现今市场上一般应用需求,也能用来改良校准密齿型刀头使用;进而搭配合作夥伴的RFID系统,以及原本便布局多年,埋入晶片的刀杆,结合该公司对刀仪,为客户规划智能化管理产线。


目前配合正河源开发的最新一代刀具影像测量校正仪,其有别於自家前一代量表接触式产品,改用视觉非接触量测;并搭配X-Z轴移动手轮以调整刀具定位,能依序校正密齿刀每片刀长、刃高与外径,得到加工件最隹表面光洁度。


预料将可替代现有市场上低阶廉价的量表型机种,以及高阶昂贵的自动测量校正仪,而在机台外侧量测,并直接调整刀具刃高及锁固刀片螺丝的特性,防止造成干涉、不必另行停机卸刀,将加快使用者调整效率,减省校刀时间与生产成本。



图4 : 正河源开发的最新一代刀具影像测量校正仪,可在机台外侧量测,并直接调整刀具刃高及锁固刀片螺丝的特性,减省校刀时间与生产成本。(source:正河源)
图4 : 正河源开发的最新一代刀具影像测量校正仪,可在机台外侧量测,并直接调整刀具刃高及锁固刀片螺丝的特性,减省校刀时间与生产成本。(source:正河源)

接下来还会持续扩增功能,包含用来测量不同刀长和外径,甚至是针对刀片的R/C角或阶梯状;进而加入工具机智能化系统,可将刃高、外径校正等数据直接输入控制器,不必再经过人工运算,提升刀具管理效能。


结语

面对当今中美贸易冲突与疫情过後,将导致世界各地制造业重组供应链态势越演越烈,台湾上游供应链厂商除了可持续引进国内外工具机、关键零组(配)件提升竞争力之外,企业也必须开始迈向零接触营销管理的数位化转型之路。


正河源公司表示,虽然目前在大陆市场占有相当大的比重,但也从约5年前(2015)就提前布局海外市场,并设立国内外各地共计26处分支据点,所以在近年来中美贸易战与新冠肺炎疫情两波大动荡中,除了延伸散布於各行各业上下游的回流效益之外,更看重的是在大陆之外的其他海外市场加大成长力道,例如已经设立直属据点的菲律宾与印度,或是透过展会和网路行销等方式所触及的欧洲与中南美洲市场。


尤其面对当今变化剧烈的大环境,促使许多人开始注重「空战」的重要性,正河源早在数年前就开始设立专任数位行销部门,重整该公司整体CIS、扩大拓展各平台的多媒体行销,包含Facebook、Twitter、You-Tube、Line、WeChat等社交行销活动;且在近2年来,开始推动阿里巴巴国际站、India mart等电商平台,加速扩大对海外市场曝光;甚至透过该公司内部教育训练讲师,以线上方式分享产品与技术交流,加深客户对正河源品牌的黏着度。


**刊头图(source: i.pinimg.com)


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