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掌握生產組裝全製程參數 德系傳動元件穩健成長
[作者 陳念舜]   2020年07月10日 星期五 瀏覽人次: [2497]

回顧2020年上半年疫情擴散全球,包含各地供應鏈的人力、零組件及物料因此中斷,連帶影響傳動元件廠商營收皆大幅下滑。未來其除了導入更多智慧化元素,跟隨客戶追求零接觸、永續經濟目標之外;德國大廠也可利用已掌握製程前段生產與後段組裝工藝的優勢,確保提升設備使用壽命與可靠度一步到位。


面對疫情期間製造業對於能夠精進技術、降低成本的解決方案的興趣明顯增加,但2020年上半年國內外專業展會紛紛延期或取消影響,德國傳動元件大廠igus公司首度於科隆總部舉行線上國際記者會,以雲端體驗的實境展覽現場,宣示該公司過去一年來推行的最新業務發展與產品,持續投資擴張生產規模、服務項目,以精進技術與降低成本,還兼顧企業永續經營的社會責任。



圖1 : igus在科隆總部打造了一個自家線上展覽占地400平公尺的實體攤位,展示超過百種全新的工程塑膠產品。(source:igus)
圖1 : igus在科隆總部打造了一個自家線上展覽占地400平公尺的實體攤位,展示超過百種全新的工程塑膠產品。(source:igus)

igus GmbH董事總經理Frank Blase表示,由於目前德國尚無法舉辦展覽或親自拜會客戶,igus還特別在科隆總部打造了一個自家線上展覽占地400平方公尺的實體攤位,展示了超過百種全新的工程塑膠產品,供虛擬參與的客戶通過雲端連線,親自探索igus的創新概念;還可直接安排與其專家一起導覽,或進行個人和小組討論。


igus舉行雲端實境展會 揭露最新產品與策略

Frank Blase進一步指出,該公司基於超過50年來的研究成果和實踐經驗,清楚知道客戶想要什麼,或如何創新?「精進技術,降低成本」固然是igus一貫的宗旨,也是每個製造業者想要發展的重點方向。未來將由顧客反饋資料繼續推進成長,igus也準備好所有一切能夠提供工程塑膠製的安全解決方案。


旗下智慧工程塑膠部門也因應現今「監控」已成為產業的關鍵字之一,由igus提供使用智慧工程塑膠的監控系統icom,可讓顧客從得知拖鏈和電纜等產品的使用壽命來獲得好處,如今在全球已有超過20處航運和離岸產業使用。


其中對於「小」的改變,係透過igus自行開發的微型電路板,同時連結現有智慧工程塑膠系統、顧客端,並結合EC系統的智慧監控拖鏈或工程塑膠軸承,整合icom.plus模組離線監控,只將資料儲存於離性伺服主機;或通過EC.W系統直接連線到igus雲端,提供拖鏈運行的相關資訊,以事先預測產品壽命,達到真正的「智慧」化。


對於「長」的改變代表「長行程」,因為該公司EC.P系列產品主要透過推/拉力來預測使用壽命,可避免像過去拖鏈行程若超過150m,就容易造成系統不穩定。現在新款EC.PR模組已可動態調整推/拉力臨界值,再搭配最新感應系統,讓行程延長到1,000m也不會出問題;EC.PP模組還能整合在導槽內的路徑測量系統,讓客戶不必另外安裝量測系統,得大幅減少相關成本,或透過預測壽命,避免意外停機。


另提供可替代傳統滾珠螺桿的免潤滑品,具備改良過後的乾式高導程螺紋,共推出5種新螺桿尺寸,包含:高效率的圓角螺紋側面,適用於要求無振動、安靜操作;不對稱的螺紋,延長使用壽命等更為經濟高效的技術選項。



圖2 : 未來igus會持續大力投資數位化,同時更新了雲端和資訊部門等功能。(source:igus)
圖2 : 未來igus會持續大力投資數位化,同時更新了雲端和資訊部門等功能。(source:igus)

igus強調,該公司20年來始終扮演全球供應鏈角色,為客戶提供特定線纜和能源供應系統,更注重產品的使用壽命和安全性。關鍵便在自家擁有占地3,800m2的測試實驗室,可從每年20億次來回循環測試得到產品壽命計算的結果;現更成功取得UL測試機構認證,能獨家對igus標準拖鏈和chainflex耐彎曲電纜提供36個月保固;最近還增設了一處無塵室實驗室,專門用來測試在半導體和電路板產業使用的新品,確保都能達到ISO Class1等級。


另為確保可靠的交貨能力,igus科隆總部在年初大陸爆發疫情後的1~2個月期間,便快速採取了超過150種防疫措施,將人員依早晚班分流;使用視訊軟體達成遠端工作,目前igus總部幾乎有超過90%可以在家工作的業務都不進公司,粗估約有2,000人在家上班。Frank Blase強調:「igus在全球設有14個生產基地,可充分保證本地供應,現仍正常交付產品,沒有任何限制;平均而言,中小型訂單會在2.5天後發貨。」


未來igus會持續大力投資數位化,同時更新雲端和資訊部門等功能,不僅是從這次在家工作的狀況也可見端倪。光是2019年igus在網路上發表了8個使用壽命模擬器和線上工具,分別用於齒輪、滾柱和軸承;以及用於低成本工業機器人的RBTX平台,快速、輕鬆匯集低成本機器人零件的用戶和供應商;同時提供38個免費開放,無需註冊登入的線上工具。


博世力士樂傳動元件 強調生產工藝和組裝優勢

另一家德系傳動元件大廠博世力士樂公司,日前也宣佈2019年全球營收總計近62億歐元,致力於提供高效,強大,安全的智能運動解決方案,在半導體產業所需的線性滑軌產品上業績成長優異,並致力於供應工具機、自動化系統等傳統機械產業多功能感測器(Sense Connect Detect sensor),作為建立工業4.0的基礎。未來博世力士樂不僅供應在地製造業數位化所需的感測器,更分別與大學及銷售夥伴合作設立培訓中心,培育工業4.0人才。


即使受到2020年初疫情衝擊,確實影響台灣工具機在內的機械產業,卻也可藉此重新盤點業者。若仍是守舊,或僅願意維持固有標準作業模式的廠商,難免迎來衰退。反觀具有創新能力,或有意提高連結度、附加價值的廠商,便是博世力士樂願意趁現在人力有空閒時機,花費更多心力,支援開放系統研發的對象。


該公司線性滑軌的最大特色,就是滾珠導軌和滑塊都具有很高的精度,能達到合乎型錄手冊上標準的絕對精度等級,尤其是滾道區域,所以每個元件可以隨時互換,從而實現在各個精度等級內的任意組合,同時實現了全球獨一無二的高標準產品物流管理,每個元素都可以單獨訂購及保存。不像其他同業都必須預先配套組裝完成,才能達到所需精度,一旦故障就要整組更換;同時擁有最佳結構設計,能有效貯油,阻絕髒污,即使錯過添加滑油,仍可保持一定壽命和精度。前幾年新品還加裝感測器,比起光學尺便宜;藉磁帶貼附於鋼軌,長度已突破4m限制。


且若針對機械業最核心的傳動元件─滾珠螺桿量身訂作,將先評估客戶的使用狀態,對於鋼珠循環(cycle)路徑及背隙等要求後,選用適合的螺桿尺寸、精度和鋼珠預壓參數,以確保使用壽命不會比設備短,所以從開始運行到屆齡停機的最後一刻都不必更換螺桿!


其中首要關鍵在於博世力士樂改用過去較不受重視的轉造製程,雖然過去常被客戶認為比起切削、研磨製程便宜又不夠精密,容易產生背隙,所以5~6年前仍保留部份切削製程。但如今全面淘汰之後,台灣機械業已不必像過去,先設定所需C0~C5精度等級,再挑選轉造或研磨級螺桿。博世力士樂又不厭其煩跟客戶溝通:若希望能達到相同精度、零背隙,使用壽命更長的最佳螺桿,絕非經過切削,而須要用擠壓一步到位,就不必擔心產生背隙!


目前該公司採用的精密轉造技術中,所有相關參數、設備及模具,都是經歷數十年來與德國廠商密切討論、協同開發成果而嚴防外洩。即使數年前開放設備商出口到台灣、日本等地,後者仍因為無法取得累積數十年來不同材料、尺寸螺桿的參數,使之壽命及可靠性始終無法保持一致。即使新機出廠後一段時間內達到預期精度、零背隙和導程誤差,還要在頻繁使用1~2個月後重新調校,以解決不該出現的機台剛性改變或背隙。


因此在組裝工藝上,比起其他經過精密切削出來的螺桿,還須先經過1~2天運行時間,量測背隙、導程(pitch)誤差,接著加以補償或研磨表面拋光,直到符合外觀規範後才上機安裝。曾有從事製造Mini LED檢測機的客戶,每週約須出貨50~100台,最後卻因為耗時測試、磨合螺桿,讓設備在廠內堆積如山。待建議改用博世力士樂生產的螺桿之後,已可完全不經過熱機、磨合等流程,只要經過雷射量測儀從頭到尾掃描一次補償,通過2~5μm組裝精度或與線軌整合調校測試、驗證,即可裝機出貨。


其次是博世力士樂螺桿搭配的每顆螺帽進口後,在台灣都會先透過有經驗的技師,選擇適當大小的鋼珠、預壓數據,甚至拆卸後重新裝配以確保零背隙,讓螺桿運行起來很「Q」,所以即使每支螺桿客製化程度再高,仍可符合精度與可靠度需求。雖然組裝過程看似耗時,但因為已省下前期須等到客戶下單才能切削的大量時間,每次可擠壓數千米(m)素材;接下來只要搭配安裝軸承、支撐座,裁切加工兩端之間所需長度,待最後完成裝配螺帽即可出貨,總體生產、交期還是比切削製程來得快。



圖3 : 博世力士樂量身訂作的滾珠螺桿,可確保使用壽命不會比設備短,從開始運行到屆齡停機的最後一刻都不必更換。(source:1ugn2l2m3z2y31d4y73c1m5w-wpengine.netdna-ssl.com)
圖3 : 博世力士樂量身訂作的滾珠螺桿,可確保使用壽命不會比設備短,從開始運行到屆齡停機的最後一刻都不必更換。(source:1ugn2l2m3z2y31d4y73c1m5w-wpengine.netdna-ssl.com)

目前博世力士樂只要在台灣有庫存素材,約1~2週即可完成高精度等級螺桿交貨;且因為採取線性擠壓工法,到了客戶現場組裝之後,也不必透過控制器逐一量測、補償每個導程,只要先設定兩點之間量測補償,即可快速試?應用。


甚至在安裝完成模組化產品後,只要經過一次最佳化,接下來從設備裝機、出廠到壽命終止,都不必擔心螺桿會因為磨耗產生背隙,改變機台剛性,影響使用壽命或可靠性;還須重新調校控制器參數,以免影響加工精度。其中行星式螺桿更因為採取滾柱型鋼珠,符合高荷重要求,試用於塑膠射出機、沖壓機或動態劇院、飛行模擬器,甚至可取代油壓缸。


結語

值得一提的是,每當機械業度過國際經濟景氣循環低潮之後,緊接著就是「報復性」短急單需求,導致設備業都必須排隊搶料與零組件,才能來得及輪班生產交貨,零組件業者唯有「超前部署」才能趁機擴充市占率。


因此igus在疫情期間,除了陸續擴增了美國(5,500m2)、南韓(7,500m2)、中國大陸(22,000m2)等地工廠;且跟進全球共識,更能感受到享有城市裡乾淨天空、清爽空氣的珍貴,而協助解決永續經營、替代能源及環保問題,越來越重視將動態工程塑膠整合進入循環經濟,推出「chainge recycling」、「plastics2oil」和ISO 14001 認證等具體措施。


其中「chainge recycling」強調,無論是來自任何製造商的拖鏈達到使用壽命後,都能經由igus每公斤價格回收並提供優惠券,寄回總部再生加工,估計從2019年11月迄今,已經回收將近1,200kg廢料;同時投資Mura Technology約470 萬歐元,建造能以節能方式將塑膠廢物轉化為油的設備。igus南韓分公司繼四月中旬德國總公司之後,也在五月獲得了ISO 14001:25 環境認證相關認證,下一步是達到至少10%的節能目標。



圖4 : 博世力士樂將在2020年底於全球所有400個營業據點達成碳中和目標,並盡可能促成價值鏈上下游的生產活動達成氣候中和。(source:img.oemoffhighway.com)
圖4 : 博世力士樂將在2020年底於全球所有400個營業據點達成碳中和目標,並盡可能促成價值鏈上下游的生產活動達成氣候中和。(source:img.oemoffhighway.com)

此外,由於氣候行動正在加速許多業務領域的結構性調整,博世集團也將在2020年底完成於全球所有400個營業據點皆達成碳中和目標,並盡可能促成價值鏈上下游的生產活動達成氣候中和,預計到2030年間接排放量將下降15%。同時正計畫成立博世氣候解決方案公司(Bosch Climate Solutions),彙集提供其他公司1,000多項節能專案的經驗,期望可協助他們朝碳中和的方向邁進。


**刊頭圖(source:thepstgroup.com)


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