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MT duo落幕 聚焦終端應用
歐日系數控零配件整合支援
[作者 陳念舜]   2016年05月23日 星期一 瀏覽人次: [6938]


於今(2016)年5月8日落幕的「台北國際數控機械暨製造技術展(MTduo)」,不僅以「智慧製造」為主軸,新增智慧工具機及工業4.0專區,促成台灣研發法人單位及廠商皆配合生產力4.0政策,推陳出新多款網實整合智慧工具機、工業機器人等自動化設備的整廠智慧自動化解決方案,包括遠東、慶鴻、陸聯、大立、高明、楊鐵、洽群,以及DMG MORI、MAZAK、AMADA、TRUMPF等上百家國內外工具機大廠皆踴躍參與。


值得一提的是,吸引了眾多歐、日系涉及物聯網(IoT)感/量測器的零組/配件廠商參展,紛紛發表可供終端業者運用的資通訊科技,再整合大數據分析、物聯網及雲端控制等技術,開發出結合智慧工具機、自動化設備及工業機器人等整廠解決方案,同時滿足Maker、End User所需。


競逐On/off machine領域 聚焦歐日系量感器

因應近年來工具機大廠分別透過On/off machine模式,協助客戶提高加工良率與效率,以創造機台價值。雷尼紹公司(Renishaw)今年也特地舉辦「Renishaw精密量測-體現智能製造研討會」,介紹與探討如何在加工現場利用on-machine及off-machine雙重量測,達成智慧製造,體現加工自動化並嚴密監控製程,讓業者在加工現場實現精密檢測。


Renishaw強調,在工業.4.0浪潮下,智慧製造成為各大產業轉型與獲利關鍵,以高效率、高速度,靈活且自動化的生產技術,實現產業升級。惟此並非一定要使用機器人或添購大量全新自動化設備,該公司強調能為不同規模的製造廠商,提供最適合的工具機測頭系統及製程監控技術。


如其針對「off-machine」應用,便推薦靈活的Equator多功能檢具系統,可搭配簡單易用的INTUO量測軟體,組成製程控制方案,將精密檢測帶入加工現場,比對量測加工生產件與標準工件;同時立即補償溫度變化、快速檢測產品並嚴密監控製程,使加工零件的品管檢驗變得靈活且自動化,得以提升產能、增加收入並提高競爭優勢。


「on-machine」應用,則如其推出的新款CMM多感測器五軸測座REVO-2及其控制器UCC S5,係借鑒於REVO CMM多感測器五軸測量系統的成功基礎上推陳出新,具有更強大功率和通信能力,可使用RVP影像測頭等最新的REVO感測器;該測座還能擴大在負A軸上的移動範圍,從而提高工件的可接觸測性,讓測針設定變得更簡單。


令Renishaw引以為傲的是,現今智慧型手機金屬機殼幾乎皆經該公司量測後組裝出品;去年起也與台灣鋁輪圈大廠合作,可搭配任何一家工具機,在加工製程階段,透過即時接觸或非接觸方式檢測刀具、工件、產品,防止過/空切,使機上量測維持良率接近100%。


另有代理歐日系刀具為主的菱鵬貿易公司,因為囊括所有最完整規格及刀把夾持介面,不僅向來與國內外工具機大廠密切合作,適用於3~5軸機種;近來也積極投入End User航太、汽車應用領域,掌握專用加工知識。



圖1 : 現今智慧型手機金屬機殼幾乎皆經Renishaw量測後組裝出品,去年起也與台灣鋁輪圈大廠合作,在加工製程階段檢測刀具、工件、產品,防止過/空切,使機上量測維持良率接近100%。(攝影:陳念舜)
圖1 : 現今智慧型手機金屬機殼幾乎皆經Renishaw量測後組裝出品,去年起也與台灣鋁輪圈大廠合作,在加工製程階段檢測刀具、工件、產品,防止過/空切,使機上量測維持良率接近100%。(攝影:陳念舜)

考量現今業者在刀具使用壽命將屆之際,常遇到不知何時會壞的問題,恐造成精度偏差。菱鵬約從2年前開始引進Big攜帶式高精度刀具量測儀Dyna Line,係利用將光排成直線,轉換為電壓的光束感測模式,相當於1.4μm的受光元素,比起傳統數十μm的點狀光源雷射方式更微小,足以完成高速、高精度量測作業。


包括能在轉速高達400m/min機台內,透過高速光束的非接觸方式,直接感(量)測O0.1~O50mm的微小刀具直徑,量測最小顯示單位達1.0μm。得以精確掌握機械高速運轉中的刀具與主軸的總合偏擺精度,降低加工誤差,適用於立式銑床客戶能及時補正,或判斷刀具是否過度磨損。也可用於平常機械主軸偏擺精度的評估與維護,方便攜至機台上一次量測廠內數十部機台的動/靜態主軸及刀把,


整線/廠機台預診 確保系統安全可靠

皮爾茲公司(Pilz),則持續推出各種以工具機、雲端等主題解決方案,強調重視安全規範更甚於銷售產品!尤其當機械業進入工業4.0時代之後,業者除了致力打造智慧工廠(Smart Factory),也不應忽略工安及資安要求。


為順應現今工業4.0人機協同作業需求,要讓機器人走出圍籬又不失安全,該公司便獨家推出首部能監控3D區域的安全攝影系統SafetyEYE和軟體、演算法,集監控和保護功能於單一系統。其係透過架設在4m高空的攝影機與地面的定位標誌,建立起廠內3D虛擬空間,總計最多可規劃16個不同環境,讓客戶可視具體需求,自由規劃、定義不同警告與安全區域模式,並將之分組或進行區域佈置的交換;檢測及回報人員或物件可能侵入危險的動作半徑(安全性),或安全等級較高的區域(保全),已獲半導體、汽車製造大廠採用。


Pilz表示,現今國際標準依協作程度有別,將人機協作機器人分為4類,但機器人製造廠商雖各有所長,而制定不同應用標準,最大憂慮卻都在不確定機器人是否已完成動作指令?如何完成?或是否安全?目前一般工業電腦(IPC)廠商通常只達到IEC 62061的SIL2~3等級居多,只有KUKA可同時符合IEC 62061、EN ISO 13849-1雙安全規範。


如Pilz等安全自動化廠商,則都必須確保符合歐盟規範,設備具有自主檢測能力,才有安全性可言。Pilz通過自家PLC控制器傳送安全訊號更為穩定可靠,緊急停機的優先權還高於CNC/機器人控制器,同時可監控機器運轉速度。即使未裝圍籬,當機器接觸到人或接近一定範圍內,若速度增幅尚在容許值,就會逐步減速、停機;一旦超過安全速限,就會自動切斷,預防機器暴衝。


Pilz進一步指出,該公司提供的安全自動化解決方案可分別針對機器扭矩、旋轉速度/方向監控,且考量前者較常在機器本身編碼器(encoder)失靈時備援。「機器扭矩往往在碰觸到了人體才發生,即便立刻停機,傷害也已造成。」認為業者更該關注的,其實是如何透過監控機器旋轉速度/方向,以及時預防。「除了保障操作者人身安全,也兼顧客戶的財產。」若加工中刀具未夾緊或斷裂,接觸到工件就可能改變轉速,或增加阻抗值(扭矩)異常,而損害機器、產品,須有即時因應對策。


除了前述可搭載於機器設備的各類光學防護裝置與3D影像系統外,若客戶非從事加工,僅須最基礎、低成本的安全自動化解決方案,Pilz也會協助測試機構以取得足夠參數,限定機器只在預設的安全範圍內操控,避免發生危險。


過去以代理日系三菱FA設備的攝陽企業,也在今年MT duo展出專為製造業快速突破開發瓶頸的多款UNIPULSE品牌的位移、重量、拉伸/壓縮、扭矩力量感(計)測器。攝陽表示,該品牌自4~5年前引進台灣以來,因為屬高單價產品,以直接獲終端使用者採用者居多。但近年來受惠於台灣廠商大量應用工業機器人,大幅提高對力量檢計與需求,UNIPULSE不僅能直接提供產品,解決業者所面臨的開發技術瓶頸;還有專業人員可負責建議導入的關鍵技術,以確保其使用年限與安全等問題,大幅改善製造者生產線的品質管理系統。



圖2 : 攝陽企業引進UNIPULSE品牌可用於工具機作業前的主軸保全系列產品,更有利於確保及管理工具機的加工精度。(攝影:陳念舜)
圖2 : 攝陽企業引進UNIPULSE品牌可用於工具機作業前的主軸保全系列產品,更有利於確保及管理工具機的加工精度。(攝影:陳念舜)

可用於工具機作業前的主軸保全系列產品,則包括:主軸夾持力/夾盤夾握力計測器、主軸風管/洩氣計測器,以徹底掌握工具機主軸夾持部、風管通道、車床夾盤旋轉動態及夾持力等狀況,更有利於確保及管理工具機的加工精度。


工具機升級智慧機械 有賴零組件奧援

相對於國內外零配件廠商傾巢而出,看好明年起工具機帶動智慧機械產業發展,去年工具機大廠台灣麗馳科技繼專用於加工智慧型行動裝置金屬機殼的鑽銑加工中心機(Tapping Center),在中國大陸市場傳來捷報後,今年將再透過「A-I-M Team 4.0」結盟,分享全球航太零組件製造業2.5兆元商機。


於MT duo現場展示的LU五軸加工機完整系列機種,強調都是真正五軸加工中心機,採用天橋式結構及U型底座,搭載雙支撐A/C軸旋轉工作台的高剛性結構,可達成五軸高精度同動控制,全面滿足各類加工件在不同大小尺寸、複雜性及高精度的加工需求;同時提供強大的機器性能配置、控制與功能,以及線上量測與補償系統、CAM軟體專業的刀具資料庫等,組成完整的五軸加工解決方案,還將持續向上整合自動倉儲、ERP系統。


所搭載的德國海德漢(HEIDENHAIN)控制器,不僅是台灣有志於發展五軸同動加工的工具機大廠最佳夥伴。HEIDENHAIN也充份運用旗下掌握光學尺、角度/旋轉編碼器、感測器等優勢,確保在高加工進給速度和複雜輪廓曲面運動中,該公司控制器都能顯著改善機台切削精度性能。



圖3 : 海德漢首度在台發表的視覺監控系統「VSC」讓控制器在下一次加工步驟前,預先檢測到遺漏的加工操作或定位錯誤工件、安裝錯誤或遺漏的裝置,避免昂貴損失。(攝影:陳念舜)
圖3 : 海德漢首度在台發表的視覺監控系統「VSC」讓控制器在下一次加工步驟前,預先檢測到遺漏的加工操作或定位錯誤工件、安裝錯誤或遺漏的裝置,避免昂貴損失。(攝影:陳念舜)

首度在台發表的視覺監控系統「VSC(Visual Setup Control)」,係藉由對話式循環在NC編程定義檢測點,待通過首次完整測試後自動化運行,以自動監測並記錄當前切削狀況和加工結果。經由VS101工業攝影系統拍攝的照片,就能透過整合在控制器裡的影像生產流程評估、自動辨識出錯誤,以避免產生廢品,讓控制器在下一次加工步驟前,預先檢測到遺漏的加工操作或定位錯誤工件、安裝錯誤或遺漏的裝置,避免刀具、工件和機台的昂貴損失。使用者也能透過儲存的照片記錄設置狀況,提高在一般製造與無人操作生產過程的可靠性。


德馬吉森精機(DMG MORI)則特別為用戶展示聯機生產的理想解決方案,透過所使用的統一使用者介面CELOS系統,將所有完整機器置入、連結到製造企業使用者的網路;就像使用智慧手機一樣簡潔操作,16款應用程式讓操作人員可無差錯地準備、優化及處理生產任務,讓使用者能持續管理、文件查看及顯示任務單、加工和機器資料。DMG MORI還在現場展示該公司著名的ECOLINE等系列機種,共有7部高階機器在現場展示具備高精度及高表面品質的銑、車削加工技術。


台灣易格斯公司(igus)也在今年MT duo攤位上,展示過去曾提供德國DMG MORI所需readychain系列全裝配拖鏈系統,強調可依客戶不同需求,提供選配、生產、組裝、出貨於一體的即裝即用產品,降低高達80%成本;並藉由預先組裝高柔性電纜、接頭及能量傳輸保護拖鏈,到貨後無須任何工具即可上線,幾秒鐘內完成設置能量傳輸供應系統。更首度引進剛在今年4月份漢諾威工業展上發表的獨創智慧電纜,能在故障發生前發出警告,增加生產線的安全性和可靠性。


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