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台制传动元件拚加值增利
扩大上位整合及应用领域

【作者: 陳念舜】2021年06月21日 星期一

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自2021年五月疫情骤升为三级警戒以来,除了缺工、缺疫苗等影响已波及机械产业长期营运,加上新台币汇率、运费、原物料价格居高不下,造成缺料、缺船舱/柜等问题悬而未决;让业者眼见国际经济景气回升,却怕来不及消化订单,对於零组件价格与供货速度都不满意,也让传动元件厂商开始加强整合,扩大应用加值。


文/陈念舜


根据台湾机械工业同业公会(TAMI)最新发布调查分析,虽然今年五月机械出囗持续大幅增长,达到29.15亿美元,为美中贸易战以来新高纪录,也比去年同期成长27.3%,已是自去年9月起连续9个月上涨、连续5个月出囗成长两位数,显示台湾机械业目前出囗畅旺。惟若换算为新台币约816.62亿元,却低於今年三月出囗值819.17亿元,显示今年新台币升值强劲,已影响业者实际收入,政府应持续正视汇率对机械产业造成的影响。



图1 : 根据台湾机械工业同业公会(TAMI)最新发布调查显示,所有机械业厂商皆反映零组件涨价及交货延迟,对生产排程造成相当大的影响。(source:TAMI)
图1 : 根据台湾机械工业同业公会(TAMI)最新发布调查显示,所有机械业厂商皆反映零组件涨价及交货延迟,对生产排程造成相当大的影响。(source:TAMI)

加上五月过後本土疫情持续升温,已为台湾机械设备业者带来无比营运压力,倘若因此造成停工,除了导致无法出货的损失之外,客户更可能因此转移或取消订单,严重损及台湾机械业未来发展。此外,今年初开始,原物料与零组件价格、运费已连番上涨,又有缺舱(柜)而延迟交货、拉长待料时间等问题悬而未决,已严重影响机械产业扩产消化订单进度。


在这次回覆TAMI问卷调查的32个次产业别比里,以工具机27.1%最多,接着是橡塑胶机械23.5%、零组件业者10.6%,其中有高达96.5%厂商反映原物料钢材涨价幅度较大,其他依序为:铜线64%、油品19.8%。


另有约45.3%业者认为原物料价格涨幅在30%以内,39.5%业者反应已上涨30%~50%、4.7%业者无法取得预先报价并估算涨幅。约有73.3%厂商表示原物料交期不定,或有延迟交货现象;而且所有厂商皆反映零组件涨价及交货延迟,尤其是马达与铸件52.3%、油压零组件29.1%,滚珠螺杆及线性滑轨27.9%等缺货严重,对生产排程造成相当大的影响。


全球传动屡渡重关 续向高速精微领域发展

如主要生产滚珠螺杆、线性滑轨及滚珠花键等传动系统元件,以及单轴机器人等产品的台湾传动元件大厂全球传动科技公司(TBI MOTION)表示,虽然今年以来,传动产业涵括内外销市场的各领域客户和不同应用产业,对於生产制造的自动化需求都全面性不断提升,比起去年显着成长,但在传动元件的生产及供应上挑战也是接二连三。


首先是因为2020年疫情导致国际商务活动停滞,各类原物料价格??涨,接着是航运船柜紧缺及费用水涨船高;今年初又逢外籍移工因为疫情难以入台,造成缺工严重。好不容易到了4月,看似一切问题都将要逐步缓解,但5月又逢本土疫情爆发,加上今年新台币汇率居高不下,冲击原来出囗产业已经微薄的利润,着实考验各家公司的应变能力。


全球传动进一步指出,通常原物料越是接近产业链上游的厂商,便越具有寡占成份的地位,虽然皆宣称其价格随着国际盘变动,但是一旦调涨之後,对於越接近下游的业者竞争越剧烈,中下游厂商几??只能概括承受,无法将原物料涨幅全数反映到对客户报价。尤其当近期原物料价格几??每季一涨,与传动产业密切关连的钢铁原物料价格,自去年下半年至今已大涨50%~60%、交期也拉长,相关影响已陆续浮现,但是原物料涨价的趋势却还看不到尽头。


反观同期传动产业的报价只上涨约10~15%,还须承担汇损、运输等各类成本的上升压力;加上产业的竞争、国际各区域经济发展的差异、缺工等因素,都造成所有的成本调涨无法像上游厂商一样说涨就涨,并全数转嫁给下游客户。


因此,全球传动认为,目前传动元件涨价後遭到各种因素侵蚀获利,而无法转换成实质收益的现象,估计到了今年下半年仍会延续一段时间。加上近期本土疫情爆发,导致相关原物料交期延长,上下游都面临缺工问题,主要产品线的平均交期已拉长近3个月,将难以在今年度完全去化手上订单,只能优先满足既有重要客户。


全球传动表示,这波疫情除了影响工厂内外营运,如供应商交期、采购设备等投资进度都受到不同程度影响;在员工居家防疫和缺工等因素干扰下,徵聘计画几??停滞,只能等到疫情趋缓後,才能延续。亦配合政府防疫政策,除了限制人员分流,与进入厂区大门前先量测体温等基础防疫措施之外,厂内也处处可见酒精喷雾设施;同时扩大安排非生产线人员居家上班、餐饮分时分流等措施,大幅减少人与人的接触互动,以期达到最大防疫效果。


值得一提的是,即使本土疫情升温,目前台湾出囗仍维持畅旺,主要可归功於5G半导体、电子、Mini LED面板、生医、绿能及电动车等新兴产业应用,其向来也是全球传动致力发展的潜在客户群。除了在面板及生医族群的应用上,近年来贡献全球传动营收皆有显着成长;於电动车产业也布局多年,去年更配合客户需求,开始加速推动汽车产业所需的IATF 16949认证等专案,但距离要真正明显取得成效,还需要一段时间。


至於微型螺杆/滑轨是贡献全球传动营收中重要的产品线,并且随着产业扩大应用,而持续成长。该公司最新获得2021年台湾精品奖肯定的SFA 2060超高导程滚珠螺杆,便藉由??流器的专利设计,使之於耐冲击力及热变形上有优异的表现;以及螺帽的独特制程工艺,而具备3倍超高导程优势,可让客户在机构设计上有更多弹性,并维持螺杆运转时的高精准度。



图2 : 全球传动的超高导程滚珠螺杆SFA 2060,强调可让客户在机构设计上有更多弹性,并维持高精准度。(source:全球传动)
图2 : 全球传动的超高导程滚珠螺杆SFA 2060,强调可让客户在机构设计上有更多弹性,并维持高精准度。(source:全球传动)

另一款同时得奖的精品TRH type高效能线性滑轨,则利用优化过後的哥德式圆弧模组化设计,以及改良??流元件的专利来提升耐冲击力及抗热变形力,将大幅提高滑块运行稳定度,从而提升有效行程及寿命,能让客户端在机构设计上有卓越的表现。


今年全球传动更经由中国大陆、美国子公司提供全球战略指标客户与经销商完善的产品销售及售後服务,以就近、即时服务客户;并持续透过各地经销商定期於世界各大展场上,推出最新产品,直接取得客户反??,进而动态调整市场策略、掌握市场动态。


东佑达整合自动化模组 布局新兴产业市场

在市场上更接近下游的传动元件/模组大厂东佑达自动化科技公司(Toyo),虽然今年同样面对全球原物料至少涨价约10%~25%冲击,与贵金属材料相关者上涨20%以上更严重,但因为客户大都不愿意接受涨价,东佑达又属於中间整合的模组厂,也算是客户的一员,更能够体谅涨价後在市场销售的压力,所以愿意共体时艰,以吸收上游原物料涨幅的策略,支持下游系统整合商(SI)等既有订单的老客户。


对於新进客户则保持价格弹性与竞争力,以实现薄利多销目标,至今订单状况还算稳定,甚至比起去年同期成长。交期上虽因为上游供货不稳,机电整合系统略有延长1~2周不等的状况;其他品项则在东佑达超前部署下,目前库存水位稳定,供货无虞,尤其是像内嵌式电动缸、线性马达等主力产品的自制率都超过9成,较容易掌控交期、成本,订单还呈现跳跃式成长。


东佑达自动化科技公司业务处协理何岳武表示,该公司从去年开始便锁定3大目标销售产业:5G、半导体、电动车等产业,迄今业绩稳定上升,而且在今年初密集拜访电动车上下游供应链,并加入鸿海MIH平台;针对目前随着本土疫情升温的医疗生技产业,东佑达也有幸成为台湾抗疫团队的一员,已提供大江基因医学公司开发「自动核酸检测机(Automated RT-PCR set-up for COVID-19 testing)」所需的GTH5内嵌式电动缸平台。


此外,由於东佑达在通讯介面上除了EtherCAT之外,还整合了Plus、I/O等模组,强调只要一颗驱动器就能满足客户各种通讯需求,有机会替代来不及出货的竞争对手;同时具备了PC-Based控制器功能,搭配东佑达自主开发的UI、软体,只要用笔电??入USB就能直接操控驱动器,在疫情前即可藉此协助客户远端调校叁数与教育训练。


如今受惠於2021年台湾精品奖加持的奈米级轨道内嵌式线性马达模组LGF、大行程电动夹爪CHY,主要适用於後段制造高速高精度应用,目前已成功打入半导体/面板光学检测AOI设备产业链。


其中LGF线性马达模组藉由本体机构中的6大项目:尺寸、维修、精度、静音、刚性、散热,再搭配自主开发的驱动器,与其他竞争的同级产品相较之下,达到了创新与区隔性。其中包含采用独家专利的高精度内嵌式滚珠滑台装置的设计,大幅缩小本体尺寸达同业产品32%,是目前全球最小的铁芯平板型线性马达模组,可有效减少客户设备体积。


而因为纳入动/定子、光学尺、感测器、驱控器等零组件整合配套销售,让客户毋须分别采购再组装,降低导入时间及人工成本;只须把图面套入设备,节省大量设计构思的时间与人力,购入後锁附固定螺丝孔即可完成安装,让客户仅用接近螺杆驱动模组的价格,就能升级引进精度更高的线性马达模组。



图3 : 东佑达推出的线性马达模组纳入整合配套销售,让客户节省设计构思的时间与人力。(摄影:陈念舜)
图3 : 东佑达推出的线性马达模组纳入整合配套销售,让客户节省设计构思的时间与人力。(摄影:陈念舜)

另一款CHY电动夹爪则基於市面上现有大行程与大夹持力的夹爪产品,单价过高且安装复杂,所以在研发初期便设定简化机构设计、便捷控制两大目标,采用连杆机构为主要组成设计,以达成精准夹取及放置的力量与速度;搭配自制内嵌式控制器和闭??路步进马达,以数位化方式设定座标位置,并搜集各项动作运行资料,更有利於後续云端整合、分析大数据。


同时利用该夹爪一体成型的设计,凭藉独有I/O控制扭力、随??即用等软硬体整合优势,使用者只须旋转夹爪上两组简易开关,即可轻易完成设定夹持力、速度、站号等;再搭配专用法兰接头,就能直接快速安装於达明机器人(TM ROBOT)等工业机器人上配套销售。


目前CHY2并提供了阳极银、阳极黑的不同外观选择,当机器视觉辨识的产品表面须满足低光反射的要求时,就能选择搭配阳极黑款式,以提高正确辨识率;并且价格仅需欧系同级产品1/2~1/3具有的高CP值特性。


何岳武表示,虽然东佑达五月初也难免受到这波本土疫情冲击,去年Q3原订於泰国扩产、越南设立行销据点和生产基地的计画暂缓。但在台湾和中国大陆既定的生产排程、扩产计画,以及徵聘员工、采购设备等时程仍不受影响,已陆续依既定日程到货,并藉该公司打造的智慧化工厂顺利投产。



图4 : 东佑达利用电动夹爪一体成型的设计,凭藉独有I/O控制扭力、随??即用等软硬体整合优势,再搭配专用法兰接头,就能快速安装於工业机器人上配套销售。(摄影:陈念舜)
图4 : 东佑达利用电动夹爪一体成型的设计,凭藉独有I/O控制扭力、随??即用等软硬体整合优势,再搭配专用法兰接头,就能快速安装於工业机器人上配套销售。(摄影:陈念舜)

直得科技应用微型核心价值 赋予未来无限大可能性

至於直得科技公司(CPC)多年来专注於开发微型线性/旋转等关键零组件的高阶运动控制系统,支持高科技产业创新,近年也陆续发表新款微型滑轨、线性马达与驱动器、感测器,甚至是人机协作型机器人等产品,加速进军智慧工厂领域。


直得科技公司董事长特助许澄璞表示,该公司除了既有微型标准四列式滚珠/滚子线性滑轨(Linear guides)的招牌产品,并累积了高刚性不锈钢加强片、保持链、内藏式上/下储油块等多样专利设计,提供全系列完整尺寸产品。当提供工业关键零组件应用时,该公司也特别强调产品的速度、精度、刚性、寿命等优势,才能在机台上运行时确保高水准表现。


最新发表的SIZ2微型滑轨系列产品(Miniature-MR2),便利用直得科技专利设计,突破尺寸限制,使之设计得以更微小、简单,已领先全球量产,被广泛用於重要客户的模组、量产机台上,提升业界许多生产设备微小化的可能性。许澄璞认为:「由此可见,微小化已是未来高科技设备走向的重点趋势,将会成为许多新创产品的关键零组件之一。」


还有另一项重大趋势是工厂智慧化,许澄璞指出,为了能够顺利打入其供应链,该公司除了提供所需智慧传动元件之外,还同时发展机电系统(Mechatronics system)的高速高精同步运动控制技术,从无铁芯线性/旋转扭矩马达和伺服驱动器、高解析度编码器(encoder)、通讯介面EtherCAT着手,再逐步延伸到上位PLC数位控制系统,陆续强化NC/CNC功能。



图5 : 直得科技近年陆续发表新款微型滑轨、线性马达与驱动器、感测器,甚至是人机协作型机器人等产品,加速进军智慧工厂领域,图为运动系统解决方案。(source:直得科技)
图5 : 直得科技近年陆续发表新款微型滑轨、线性马达与驱动器、感测器,甚至是人机协作型机器人等产品,加速进军智慧工厂领域,图为运动系统解决方案。(source:直得科技)

为迎合工业4.0时代高速高精度传动要求,直得科技所发表伺服马达系列产品(Servo motor series),包含无铁芯/铁芯式线性马达、旋转DD力矩马达。进而利用开发过程中累积的丰富磁性应用知识,推出多款高解析度感测器(sensor series)系列产品:MSS量测系统、ME1磁性尺读头、磁性编码器、磁性/增量旋转编码器、光学/绝对式旋转编码器等,组成各式各样线性滑轨/马达模组以服务客户。


「待向上延伸到了控制端系列(Servo driver series)产品,直得科技研发的伺服驱动器现也搭配CAN open、EtherCAT等开放式通讯协定,以因应近年来无人/智慧工厂崛起,对於DC伺服驱动器需求与日俱增,必须安装在载具上才能运行,体积势必越来越小,这更是直得科技的强项。」许澄璞说,首度发表的DC伺服驱动器Will1-D(30A)厚仅约25m.m.,除了轻薄短小、客制化特性外,且由於输出功率大,特别适用於搭载无人工厂的AGV、机器人。


同时不断挑战精巧机构设计的极限,直得科技继2020年发表UF系列薄型线性马达模组,既结合该公司线性马达、滑轨的微小化能力,达到现今市面上最薄的8.5mm厚度,适用於工作空间受限要求极为严苛的环境里,如SMT、半导体封测、生医滴定等产业;还能透过可扩充设计为核心,并搭配该公司Will 1D驱动器和数控系统、软体等完整的运动控制解决方案,达到高精度及稳定特性,可藉大量并排使用来提高生产效能。


预计今年底将发表新款符合国际标准的PLC产品,以及仅约有一张A4大小(210mmx297mm)的协作型机器人,用来取代高重覆性、简易的人力工作。也会将之导入该公司二期扩厂计画与研发部门协力提高设备及产能,期待能有助於解决目前缺工问题,进而掌握跨入智慧工厂的门票,向潜在客户示范直得科技在整厂智慧化规划的能力。


*刊头图(摄影:陈念舜)


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