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掌握生产组装全制程叁数 德系传动元件稳健成长
 

【作者: 陳念舜】2020年07月10日 星期五

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回顾2020年上半年疫情扩散全球,包含各地供应链的人力、零组件及物料因此中断,连带影响传动元件厂商营收皆大幅下滑。未来其除了导入更多智慧化元素,跟随客户追求零接触、永续经济目标之外;德国大厂也可利用已掌握制程前段生产与後段组装工艺的优势,确保提升设备使用寿命与可靠度一步到位。


面对疫情期间制造业对於能够精进技术、降低成本的解决方案的兴趣明显增加,但2020年上半年国内外专业展会纷纷延期或取消影响,德国传动元件大厂igus公司首度於科隆总部举行线上国际记者会,以云端体验的实境展览现场,宣示该公司过去一年来推行的最新业务发展与产品,持续投资扩张生产规模、服务项目,以精进技术与降低成本,还兼顾企业永续经营的社会责任。



图1 : igus在科隆总部打造了一个自家线上展览占地400平公尺的实体摊位,展示超过百种全新的工程塑胶产品。(source:igus)
图1 : igus在科隆总部打造了一个自家线上展览占地400平公尺的实体摊位,展示超过百种全新的工程塑胶产品。(source:igus)

igus GmbH董事总经理Frank Blase表示,由於目前德国尚无法举办展览或亲自拜会客户,igus还特别在科隆总部打造了一个自家线上展览占地400平方公尺的实体摊位,展示了超过百种全新的工程塑胶产品,供虚拟叁与的客户通过云端连线,亲自探索igus的创新概念;还可直接安排与其专家一起导览,或进行个人和小组讨论。


igus举行云端实境展会 揭露最新产品与策略

Frank Blase进一步指出,该公司基於超过50年来的研究成果和实践经验,清楚知道客户想要什麽,或如何创新?「精进技术,降低成本」固然是igus一贯的宗旨,也是每个制造业者想要发展的重点方向。未来将由顾客反??资料继续推进成长,igus也准备好所有一切能够提供工程塑胶制的安全解决方案。


旗下智慧工程塑胶部门也因应现今「监控」已成为产业的关键字之一,由igus提供使用智慧工程塑胶的监控系统icom,可让顾客从得知拖链和电缆等产品的使用寿命来获得好处,如今在全球已有超过20处航运和离岸产业使用。


其中对於「小」的改变,系透过igus自行开发的微型电路板,同时连结现有智慧工程塑胶系统、顾客端,并结合EC系统的智慧监控拖链或工程塑胶轴承,整合icom.plus模组离线监控,只将资料储存於离性伺服主机;或通过EC.W系统直接连线到igus云端,提供拖链运行的相关资讯,以事先预测产品寿命,达到真正的「智慧」化。


对於「长」的改变代表「长行程」,因为该公司EC.P系列产品主要透过推/拉力来预测使用寿命,可避免像过去拖链行程若超过150m,就容易造成系统不稳定。现在新款EC.PR模组已可动态调整推/拉力临界值,再搭配最新感应系统,让行程延长到1,000m也不会出问题;EC.PP模组还能整合在导槽内的路径测量系统,让客户不必另外安装量测系统,得大幅减少相关成本,或透过预测寿命,避免意外停机。


另提供可替代传统滚珠螺杆的免润滑品,具备改良过後的乾式高导程螺纹,共推出5种新螺杆尺寸,包含:高效率的圆角螺纹侧面,适用於要求无振动、安静操作;不对称的螺纹,延长使用寿命等更为经济高效的技术选项。



图2 : 未来igus会持续大力投资数位化,同时更新了云端和资讯部门等功能。(source:igus)
图2 : 未来igus会持续大力投资数位化,同时更新了云端和资讯部门等功能。(source:igus)

igus强调,该公司20年来始终扮演全球供应链角色,为客户提供特定线缆和能源供应系统,更注重产品的使用寿命和安全性。关键便在自家拥有占地3,800m2的测试实验室,可从每年20亿次来回循环测试得到产品寿命计算的结果;现更成功取得UL测试机构认证,能独家对igus标准拖链和chainflex耐弯曲电缆提供36个月保固;最近还增设了一处无尘室实验室,专门用来测试在半导体和电路板产业使用的新品,确保都能达到ISO Class1等级。


另为确保可靠的交货能力,igus科隆总部在年初大陆爆发疫情後的1~2个月期间,便快速采取了超过150种防疫措施,将人员依早晚班分流;使用视讯软体达成远端工作,目前igus总部几??有超过90%可以在家工作的业务都不进公司,粗估约有2,000人在家上班。Frank Blase强调:「igus在全球设有14个生产基地,可充分保证本地供应,现仍正常交付产品,没有任何限制;平均而言,中小型订单会在2.5天後发货。」


未来igus会持续大力投资数位化,同时更新云端和资讯部门等功能,不仅是从这次在家工作的状况也可见端倪。光是2019年igus在网路上发表了8个使用寿命模拟器和线上工具,分别用於齿轮、滚柱和轴承;以及用於低成本工业机器人的RBTX平台,快速、轻松汇集低成本机器人零件的用户和供应商;同时提供38个免费开放,无需注册登入的线上工具。


博世力士乐传动元件 强调生产工艺和组装优势

另一家德系传动元件大厂博世力士乐公司,日前也宣布2019年全球营收总计近62亿欧元,致力於提供高效,强大,安全的智能运动解决方案,在半导体产业所需的线性滑轨产品上业绩成长优异,并致力於供应工具机、自动化系统等传统机械产业多功能感测器(Sense Connect Detect sensor),作为建立工业4.0的基础。未来博世力士乐不仅供应在地制造业数位化所需的感测器,更分别与大学及销售夥伴合作设立培训中心,培育工业4.0人才。


即使受到2020年初疫情冲击,确实影响台湾工具机在内的机械产业,却也可藉此重新盘点业者。若仍是守旧,或仅愿意维持固有标准作业模式的厂商,难免迎来衰退。反观具有创新能力,或有意提高连结度、附加价值的厂商,便是博世力士乐愿意趁现在人力有空闲时机,花费更多心力,支援开放系统研发的对象。


该公司线性滑轨的最大特色,就是滚珠导轨和滑块都具有很高的精度,能达到合??型录手册上标准的绝对精度等级,尤其是滚道区域,所以每个元件可以随时互换,从而实现在各个精度等级内的任意组合,同时实现了全球独一无二的高标准产品物流管理,每个元素都可以单独订购及保存。不像其他同业都必须预先配套组装完成,才能达到所需精度,一旦故障就要整组更换;同时拥有最隹结构设计,能有效贮油,阻绝脏污,即使错过添加滑油,仍可保持一定寿命和精度。前几年新品还加装感测器,比起光学尺便宜;藉磁带贴附於钢轨,长度已突破4m限制。


且若针对机械业最核心的传动元件━滚珠螺杆量身订作,将先评估客户的使用状态,对於钢珠循环(cycle)路径及背隙等要求後,选用适合的螺杆尺寸、精度和钢珠预压叁数,以确保使用寿命不会比设备短,所以从开始运行到届龄停机的最後一刻都不必更换螺杆!


其中首要关键在於博世力士乐改用过去较不受重视的转造制程,虽然过去常被客户认为比起切削、研磨制程便宜又不够精密,容易产生背隙,所以5~6年前仍保留部份切削制程。但如今全面淘汰之後,台湾机械业已不必像过去,先设定所需C0~C5精度等级,再挑选转造或研磨级螺杆。博世力士乐又不厌其烦跟客户沟通:若希??能达到相同精度、零背隙,使用寿命更长的最隹螺杆,绝非经过切削,而须要用挤压一步到位,就不必担心产生背隙!


目前该公司采用的精密转造技术中,所有相关叁数、设备及模具,都是经历数十年来与德国厂商密切讨论、协同开发成果而严防外泄。即使数年前开放设备商出囗到台湾、日本等地,後者仍因为无法取得累积数十年来不同材料、尺寸螺杆的叁数,使之寿命及可靠性始终无法保持一致。即使新机出厂後一段时间内达到预期精度、零背隙和导程误差,还要在频繁使用1~2个月後重新调校,以解决不该出现的机台刚性改变或背隙。


因此在组装工艺上,比起其他经过精密切削出来的螺杆,还须先经过1~2天运行时间,量测背隙、导程(pitch)误差,接着加以补偿或研磨表面抛光,直到符合外观规范後才上机安装。曾有从事制造Mini LED检测机的客户,每周约须出货50~100台,最後却因为耗时测试、磨合螺杆,让设备在厂内堆积如山。待建议改用博世力士乐生产的螺杆之後,已可完全不经过热机、磨合等流程,只要经过雷射量测仪从头到尾扫描一次补偿,通过2~5μm组装精度或与线轨整合调校测试、验证,即可装机出货。


其次是博世力士乐螺杆搭配的每颗螺帽进囗後,在台湾都会先透过有经验的技师,选择适当大小的钢珠、预压数据,甚至拆卸後重新装配以确保零背隙,让螺杆运行起来很「Q」,所以即使每支螺杆客制化程度再高,仍可符合精度与可靠度需求。虽然组装过程看似耗时,但因为已省下前期须等到客户下单才能切削的大量时间,每次可挤压数千米(m)素材;接下来只要搭配安装轴承、支撑座,裁切加工两端之间所需长度,待最後完成装配螺帽即可出货,总体生产、交期还是比切削制程来得快。



图3 : 博世力士乐量身订作的滚珠螺杆,可确保使用寿命不会比设备短,从开始运行到届龄停机的最後一刻都不必更换。(source:1ugn2l2m3z2y31d4y73c1m5w-wpengine.netdna-ssl.com)
图3 : 博世力士乐量身订作的滚珠螺杆,可确保使用寿命不会比设备短,从开始运行到届龄停机的最後一刻都不必更换。(source:1ugn2l2m3z2y31d4y73c1m5w-wpengine.netdna-ssl.com)

目前博世力士乐只要在台湾有库存素材,约1~2周即可完成高精度等级螺杆交货;且因为采取线性挤压工法,到了客户现场组装之後,也不必透过控制器逐一量测、补偿每个导程,只要先设定两点之间量测补偿,即可快速试?应用。


甚至在安装完成模组化产品後,只要经过一次最隹化,接下来从设备装机、出厂到寿命终止,都不必担心螺杆会因为磨耗产生背隙,改变机台刚性,影响使用寿命或可靠性;还须重新调校控制器叁数,以免影响加工精度。其中行星式螺杆更因为采取滚柱型钢珠,符合高荷重要求,试用於塑胶射出机、冲压机或动态剧院、飞行模拟器,甚至可取代油压缸。


结语

值得一提的是,每当机械业度过国际经济景气循环低潮之後,紧接着就是「报复性」短急单需求,导致设备业都必须排队抢料与零组件,才能来得及轮班生产交货,零组件业者唯有「超前部署」才能趁机扩充市占率。


因此igus在疫情期间,除了陆续扩增了美国(5,500m2)、南韩(7,500m2)、中国大陆(22,000m2)等地工厂;且跟进全球共识,更能感受到享有城市里乾净天空、清爽空气的珍贵,而协助解决永续经营、替代能源及环保问题,越来越重视将动态工程塑胶整合进入循环经济,推出「chainge recycling」、「plastics2oil」和ISO 14001 认证等具体措施。


其中「chainge recycling」强调,无论是来自任何制造商的拖链达到使用寿命後,都能经由igus每公斤价格回收并提供优惠券,寄回总部再生加工,估计从2019年11月迄今,已经回收将近1,200kg废料;同时投资Mura Technology约470 万欧元,建造能以节能方式将塑胶废物转化为油的设备。igus南韩分公司继四月中旬德国总公司之後,也在五月获得了ISO 14001:25 环境认证相关认证,下一步是达到至少10%的节能目标。



图4 : 博世力士乐将在2020年底於全球所有400个营业据点达成碳中和目标,并尽可能促成价值链上下游的生产活动达成气候中和。(source:img.oemoffhighway.com)
图4 : 博世力士乐将在2020年底於全球所有400个营业据点达成碳中和目标,并尽可能促成价值链上下游的生产活动达成气候中和。(source:img.oemoffhighway.com)

此外,由於气候行动正在加速许多业务领域的结构性调整,博世集团也将在2020年底完成於全球所有400个营业据点皆达成碳中和目标,并尽可能促成价值链上下游的生产活动达成气候中和,预计到2030年间接排放量将下降15%。同时正计画成立博世气候解决方案公司(Bosch Climate Solutions),汇集提供其他公司1,000多项节能专案的经验,期??可协助他们朝碳中和的方向迈进。


**刊头图(source:thepstgroup.com)


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