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台製傳動元件拚加值增利
擴大上位整合及應用領域

【作者: 陳念舜】   2021年06月21日 星期一

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自2021年五月疫情驟升為三級警戒以來,除了缺工、缺疫苗等影響已波及機械產業長期營運,加上新台幣匯率、運費、原物料價格居高不下,造成缺料、缺船艙/櫃等問題懸而未決;讓業者眼見國際經濟景氣回升,卻怕來不及消化訂單,對於零組件價格與供貨速度都不滿意,也讓傳動元件廠商開始加強整合,擴大應用加值。


根據台灣機械工業同業公會(TAMI)最新發布調查分析,雖然今年五月機械出口持續大幅增長,達到29.15億美元,為美中貿易戰以來新高紀錄,也比去年同期成長27.3%,已是自去年9月起連續9個月上漲、連續5個月出口成長兩位數,顯示台灣機械業目前出口暢旺。惟若換算為新台幣約816.62億元,卻低於今年三月出口值819.17億元,顯示今年新台幣升值強勁,已影響業者實際收入,政府應持續正視匯率對機械產業造成的影響。



圖1 : 根據台灣機械工業同業公會(TAMI)最新發布調查顯示,所有機械業廠商皆反映零組件漲價及交貨延遲,對生產排程造成相當大的影響。(source:TAMI)
圖1 : 根據台灣機械工業同業公會(TAMI)最新發布調查顯示,所有機械業廠商皆反映零組件漲價及交貨延遲,對生產排程造成相當大的影響。(source:TAMI)

加上五月過後本土疫情持續升溫,已為台灣機械設備業者帶來無比營運壓力,倘若因此造成停工,除了導致無法出貨的損失之外,客戶更可能因此轉移或取消訂單,嚴重損及台灣機械業未來發展。此外,今年初開始,原物料與零組件價格、運費已連番上漲,又有缺艙(櫃)而延遲交貨、拉長待料時間等問題懸而未決,已嚴重影響機械產業擴產消化訂單進度。


在這次回覆TAMI問卷調查的32個次產業別比裡,以工具機27.1%最多,接著是橡塑膠機械23.5%、零組件業者10.6%,其中有高達96.5%廠商反映原物料鋼材漲價幅度較大,其他依序為:銅線64%、油品19.8%。


另有約45.3%業者認為原物料價格漲幅在30%以內,39.5%業者反應已上漲30%~50%、4.7%業者無法取得預先報價並估算漲幅。約有73.3%廠商表示原物料交期不定,或有延遲交貨現象;而且所有廠商皆反映零組件漲價及交貨延遲,尤其是馬達與鑄件52.3%、油壓零組件29.1%,滾珠螺桿及線性滑軌27.9%等缺貨嚴重,對生產排程造成相當大的影響。


全球傳動屢渡重關 續向高速精微領域發展

如主要生產滾珠螺桿、線性滑軌及滾珠花鍵等傳動系統元件,以及單軸機器人等產品的台灣傳動元件大廠全球傳動科技公司(TBI MOTION)表示,雖然今年以來,傳動產業涵括內外銷市場的各領域客戶和不同應用產業,對於生產製造的自動化需求都全面性不斷提升,比起去年顯著成長,但在傳動元件的生產及供應上挑戰也是接二連三。


首先是因為2020年疫情導致國際商務活動停滯,各類原物料價格飆漲,接著是航運船櫃緊缺及費用水漲船高;今年初又逢外籍移工因為疫情難以入台,造成缺工嚴重。好不容易到了4月,看似一切問題都將要逐步緩解,但5月又逢本土疫情爆發,加上今年新台幣匯率居高不下,衝擊原來出口產業已經微薄的利潤,著實考驗各家公司的應變能力。


全球傳動進一步指出,通常原物料越是接近產業鏈上游的廠商,便越具有寡占成份的地位,雖然皆宣稱其價格隨著國際盤變動,但是一旦調漲之後,對於越接近下游的業者競爭越劇烈,中下游廠商幾乎只能概括承受,無法將原物料漲幅全數反映到對客戶報價。尤其當近期原物料價格幾乎每季一漲,與傳動產業密切關連的鋼鐵原物料價格,自去年下半年至今已大漲50%~60%、交期也拉長,相關影響已陸續浮現,但是原物料漲價的趨勢卻還看不到盡頭。


反觀同期傳動產業的報價只上漲約10~15%,還須承擔匯損、運輸等各類成本的上升壓力;加上產業的競爭、國際各區域經濟發展的差異、缺工等因素,都造成所有的成本調漲無法像上游廠商一樣說漲就漲,並全數轉嫁給下游客戶。


因此,全球傳動認為,目前傳動元件漲價後遭到各種因素侵蝕獲利,而無法轉換成實質收益的現象,估計到了今年下半年仍會延續一段時間。加上近期本土疫情爆發,導致相關原物料交期延長,上下游都面臨缺工問題,主要產品線的平均交期已拉長近3個月,將難以在今年度完全去化手上訂單,只能優先滿足既有重要客戶。


全球傳動表示,這波疫情除了影響工廠內外營運,如供應商交期、採購設備等投資進度都受到不同程度影響;在員工居家防疫和缺工等因素干擾下,徵聘計畫幾乎停滯,只能等到疫情趨緩後,才能延續。亦配合政府防疫政策,除了限制人員分流,與進入廠區大門前先量測體溫等基礎防疫措施之外,廠內也處處可見酒精噴霧設施;同時擴大安排非生產線人員居家上班、餐飲分時分流等措施,大幅減少人與人的接觸互動,以期達到最大防疫效果。


值得一提的是,即使本土疫情升溫,目前台灣出口仍維持暢旺,主要可歸功於5G半導體、電子、Mini LED面板、生醫、綠能及電動車等新興產業應用,其向來也是全球傳動致力發展的潛在客戶群。除了在面板及生醫族群的應用上,近年來貢獻全球傳動營收皆有顯著成長;於電動車產業也布局多年,去年更配合客戶需求,開始加速推動汽車產業所需的IATF 16949認證等專案,但距離要真正明顯取得成效,還需要一段時間。


至於微型螺桿/滑軌是貢獻全球傳動營收中重要的產品線,並且隨著產業擴大應用,而持續成長。該公司最新獲得2021年台灣精品獎肯定的SFA 2060超高導程滾珠螺桿,便藉由迴流器的專利設計,使之於耐衝擊力及熱變形上有優異的表現;以及螺帽的獨特製程工藝,而具備3倍超高導程優勢,可讓客戶在機構設計上有更多彈性,並維持螺桿運轉時的高精準度。



圖2 : 全球傳動的超高導程滾珠螺桿SFA 2060,強調可讓客戶在機構設計上有更多彈性,並維持高精準度。(source:全球傳動)
圖2 : 全球傳動的超高導程滾珠螺桿SFA 2060,強調可讓客戶在機構設計上有更多彈性,並維持高精準度。(source:全球傳動)

另一款同時得獎的精品TRH type高效能線性滑軌,則利用優化過後的哥德式圓弧模組化設計,以及改良迴流元件的專利來提升耐衝擊力及抗熱變形力,將大幅提高滑塊運行穩定度,從而提升有效行程及壽命,能讓客戶端在機構設計上有卓越的表現。


今年全球傳動更經由中國大陸、美國子公司提供全球戰略指標客戶與經銷商完善的產品銷售及售後服務,以就近、即時服務客戶;並持續透過各地經銷商定期於世界各大展場上,推出最新產品,直接取得客戶反饋,進而動態調整市場策略、掌握市場動態。


東佑達整合自動化模組 布局新興產業市場

在市場上更接近下游的傳動元件/模組大廠東佑達自動化科技公司(Toyo),雖然今年同樣面對全球原物料至少漲價約10%~25%衝擊,與貴金屬材料相關者上漲20%以上更嚴重,但因為客戶大都不願意接受漲價,東佑達又屬於中間整合的模組廠,也算是客戶的一員,更能夠體諒漲價後在市場銷售的壓力,所以願意共體時艱,以吸收上游原物料漲幅的策略,支持下游系統整合商(SI)等既有訂單的老客戶。


對於新進客戶則保持價格彈性與競爭力,以實現薄利多銷目標,至今訂單狀況還算穩定,甚至比起去年同期成長。交期上雖因為上游供貨不穩,機電整合系統略有延長1~2週不等的狀況;其他品項則在東佑達超前部署下,目前庫存水位穩定,供貨無虞,尤其是像內嵌式電動缸、線性馬達等主力產品的自製率都超過9成,較容易掌控交期、成本,訂單還呈現跳躍式成長。


東佑達自動化科技公司業務處協理何岳武表示,該公司從去年開始便鎖定3大目標銷售產業:5G、半導體、電動車等產業,迄今業績穩定上升,而且在今年初密集拜訪電動車上下游供應鏈,並加入鴻海MIH平台;針對目前隨著本土疫情升溫的醫療生技產業,東佑達也有幸成為台灣抗疫團隊的一員,已提供大江基因醫學公司開發「自動核酸檢測機(Automated RT-PCR set-up for COVID-19 testing)」所需的GTH5內嵌式電動缸平台。


此外,由於東佑達在通訊介面上除了EtherCAT之外,還整合了Plus、I/O等模組,強調只要一顆驅動器就能滿足客戶各種通訊需求,有機會替代來不及出貨的競爭對手;同時具備了PC-Based控制器功能,搭配東佑達自主開發的UI、軟體,只要用筆電插入USB就能直接操控驅動器,在疫情前即可藉此協助客戶遠端調校參數與教育訓練。


如今受惠於2021年台灣精品獎加持的奈米級軌道內嵌式線性馬達模組LGF、大行程電動夾爪CHY,主要適用於後段製造高速高精度應用,目前已成功打入半導體/面板光學檢測AOI設備產業鏈。


其中LGF線性馬達模組藉由本體機構中的6大項目:尺寸、維修、精度、靜音、剛性、散熱,再搭配自主開發的驅動器,與其他競爭的同級產品相較之下,達到了創新與區隔性。其中包含採用獨家專利的高精度內嵌式滾珠滑台裝置的設計,大幅縮小本體尺寸達同業產品32%,是目前全球最小的鐵芯平板型線性馬達模組,可有效減少客戶設備體積。


而因為納入動/定子、光學尺、感測器、驅控器等零組件整合配套銷售,讓客戶毋須分別採購再組裝,降低導入時間及人工成本;只須把圖面套入設備,節省大量設計構思的時間與人力,購入後鎖附固定螺絲孔即可完成安裝,讓客戶僅用接近螺桿驅動模組的價格,就能升級引進精度更高的線性馬達模組。



圖3 : 東佑達推出的線性馬達模組納入整合配套銷售,讓客戶節省設計構思的時間與人力。(攝影:陳念舜)
圖3 : 東佑達推出的線性馬達模組納入整合配套銷售,讓客戶節省設計構思的時間與人力。(攝影:陳念舜)

另一款CHY電動夾爪則基於市面上現有大行程與大夾持力的夾爪產品,單價過高且安裝複雜,所以在研發初期便設定簡化機構設計、便捷控制兩大目標,採用連桿機構為主要組成設計,以達成精準夾取及放置的力量與速度;搭配自製內嵌式控制器和閉迴路步進馬達,以數位化方式設定座標位置,並蒐集各項動作運行資料,更有利於後續雲端整合、分析大數據。


同時利用該夾爪一體成型的設計,憑藉獨有I/O控制扭力、隨插即用等軟硬體整合優勢,使用者只須旋轉夾爪上兩組簡易開關,即可輕易完成設定夾持力、速度、站號等;再搭配專用法蘭接頭,就能直接快速安裝於達明機器人(TM ROBOT)等工業機器人上配套銷售。


目前CHY2並提供了陽極銀、陽極黑的不同外觀選擇,當機器視覺辨識的產品表面須滿足低光反射的要求時,就能選擇搭配陽極黑款式,以提高正確辨識率;並且價格僅需歐系同級產品1/2~1/3具有的高CP值特性。


何岳武表示,雖然東佑達五月初也難免受到這波本土疫情衝擊,去年Q3原訂於泰國擴產、越南設立行銷據點和生產基地的計畫暫緩。但在台灣和中國大陸既定的生產排程、擴產計畫,以及徵聘員工、採購設備等時程仍不受影響,已陸續依既定日程到貨,並藉該公司打造的智慧化工廠順利投產。



圖4 : 東佑達利用電動夾爪一體成型的設計,憑藉獨有I/O控制扭力、隨插即用等軟硬體整合優勢,再搭配專用法蘭接頭,就能快速安裝於工業機器人上配套銷售。(攝影:陳念舜)
圖4 : 東佑達利用電動夾爪一體成型的設計,憑藉獨有I/O控制扭力、隨插即用等軟硬體整合優勢,再搭配專用法蘭接頭,就能快速安裝於工業機器人上配套銷售。(攝影:陳念舜)

直得科技應用微型核心價值 賦予未來無限大可能性

至於直得科技公司(CPC)多年來專注於開發微型線性/旋轉等關鍵零組件的高階運動控制系統,支持高科技產業創新,近年也陸續發表新款微型滑軌、線性馬達與驅動器、感測器,甚至是人機協作型機器人等產品,加速進軍智慧工廠領域。


直得科技公司董事長特助許澄璞表示,該公司除了既有微型標準四列式滾珠/滾子線性滑軌(Linear guides)的招牌產品,並累積了高剛性不鏽鋼加強片、保持鏈、內藏式上/下儲油塊等多樣專利設計,提供全系列完整尺寸產品。當提供工業關鍵零組件應用時,該公司也特別強調產品的速度、精度、剛性、壽命等優勢,才能在機台上運行時確保高水準表現。


最新發表的SIZ2微型滑軌系列產品(Miniature-MR2),便利用直得科技專利設計,突破尺寸限制,使之設計得以更微小、簡單,已領先全球量產,被廣泛用於重要客戶的模組、量產機台上,提升業界許多生產設備微小化的可能性。許澄璞認為:「由此可見,微小化已是未來高科技設備走向的重點趨勢,將會成為許多新創產品的關鍵零組件之一。」


還有另一項重大趨勢是工廠智慧化,許澄璞指出,為了能夠順利打入其供應鏈,該公司除了提供所需智慧傳動元件之外,還同時發展機電系統(Mechatronics system)的高速高精同步運動控制技術,從無鐵芯線性/旋轉扭矩馬達和伺服驅動器、高解析度編碼器(encoder)、通訊介面EtherCAT著手,再逐步延伸到上位PLC數位控制系統,陸續強化NC/CNC功能。



圖5 : 直得科技近年陸續發表新款微型滑軌、線性馬達與驅動器、感測器,甚至是人機協作型機器人等產品,加速進軍智慧工廠領域,圖為運動系統解決方案。(source:直得科技)
圖5 : 直得科技近年陸續發表新款微型滑軌、線性馬達與驅動器、感測器,甚至是人機協作型機器人等產品,加速進軍智慧工廠領域,圖為運動系統解決方案。(source:直得科技)

為迎合工業4.0時代高速高精度傳動要求,直得科技所發表伺服馬達系列產品(Servo motor series),包含無鐵芯/鐵芯式線性馬達、旋轉DD力矩馬達。進而利用開發過程中累積的豐富磁性應用知識,推出多款高解析度感測器(sensor series)系列產品:MSS量測系統、ME1磁性尺讀頭、磁性編碼器、磁性/增量旋轉編碼器、光學/絕對式旋轉編碼器等,組成各式各樣線性滑軌/馬達模組以服務客戶。


「待向上延伸到了控制端系列(Servo driver series)產品,直得科技研發的伺服驅動器現也搭配CAN open、EtherCAT等開放式通訊協定,以因應近年來無人/智慧工廠崛起,對於DC伺服驅動器需求與日俱增,必須安裝在載具上才能運行,體積勢必越來越小,這更是直得科技的強項。」許澄璞說,首度發表的DC伺服驅動器Will1-D(30A)厚僅約25m.m.,除了輕薄短小、客製化特性外,且由於輸出功率大,特別適用於搭載無人工廠的AGV、機器人。


同時不斷挑戰精巧機構設計的極限,直得科技繼2020年發表UF系列薄型線性馬達模組,既結合該公司線性馬達、滑軌的微小化能力,達到現今市面上最薄的8.5mm厚度,適用於工作空間受限要求極為嚴苛的環境裡,如SMT、半導體封測、生醫滴定等產業;還能透過可擴充設計為核心,並搭配該公司Will 1D驅動器和數控系統、軟體等完整的運動控制解決方案,達到高精度及穩定特性,可藉大量併排使用來提高生產效能。


預計今年底將發表新款符合國際標準的PLC產品,以及僅約有一張A4大小(210mmx297mm)的協作型機器人,用來取代高重覆性、簡易的人力工作。也會將之導入該公司二期擴廠計畫與研發部門協力提高設備及產能,期待能有助於解決目前缺工問題,進而掌握跨入智慧工廠的門票,向潛在客戶示範直得科技在整廠智慧化規劃的能力。


*刊頭圖(攝影:陳念舜)


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