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节能液压自动化元件 满足高效弹性扩充需求
 

【作者: 陳念舜】2019年12月04日 星期三

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面临贸易战後全球供应链重组之际,台湾制造业无论是回流或搬迁到东南亚生产基地,都可能因为难以在短时间内另辟新厂,又有缺电、缺地、缺人等疑虑。目前唯有先针对既有厂房内机台、生产线改装,以提升生产弹性;并在既有产能不变的前提下,达到节能、高效目的。



图1 :  面临贸易战後全球供应链重组之际,台湾制造业唯有先针对既有厂房内机台、生产线改装,以提升生产弹性,达到节能、高效目的。(source:res.cloudinary.com)
图1 : 面临贸易战後全球供应链重组之际,台湾制造业唯有先针对既有厂房内机台、生产线改装,以提升生产弹性,达到节能、高效目的。(source:res.cloudinary.com)

从研究烧结金属(sintered metals)起家的日商SMC(速睦喜)公司,除了一开始便掌握关键材料知识的优势,在投入液气压传动领域後,已被快速广泛用於汽车制造自动化产业设备。直到1980年代全球3C电子产业蓬勃发展以来,更为了符合当时业界对於体积要求越来越轻薄短小,从而积极开发各种微小型电磁阀、旋转/薄型气缸;以及半导体、面板产业崛起之後,对於纯水、无尘室等洁净工作环境标准日渐严格,而对应发表真空阀、铁氟龙接头、恒温器等新一代液/气压产品,包含电动缸、静电消除器等周边电控元件。


迄今该公司共拥有约7,000种基本元件,可经排列组合出70万种组合,并依日本政府规定备料10年,足以满足客户的多样化需求;且在台湾仓储共有90%常用备品,可确保交期在一日内到货,缩短客户组装与售後维修、保养时间。


另在标准、模组化产品领先市场之外,由於客制化技术与服务能力也是让现今制造业提高竞争力加值的不二法门,SMC不仅因为直接与终端客户接触,而非系统整合商,得以掌握第一手资讯,即使从台湾设计的图面,都可以在海外任何一家分公司设厂制作,并在当地交货,满足世界各地客户短/急单需求;且因为采取与日本母公司相同设备与制程管理,并送回日本验证,确保各地分公司制作的品质一致。



图2 : 因应现今工业4.0潮流带动下,SMC也趁势推出IO-Link主站产品,若结合电磁阀用SI单元,便能拟订气压缸更换时期的计画,在故障发生前计划性维护。(摄影/陈念舜)
图2 : 因应现今工业4.0潮流带动下,SMC也趁势推出IO-Link主站产品,若结合电磁阀用SI单元,便能拟订气压缸更换时期的计画,在故障发生前计划性维护。(摄影/陈念舜)

在台湾的速睦喜公司营业企画部部长詹政哲指出:「由於产品生命周期长、品质隹向来是SMC的强项,每款新产品问世後,都会先通过自家实验室检测标准後才量产,还能分享其寿命测试过程中的运转叁数,以供客户预测诊断。」


SMC以长寿高品质为基础 满足弹性高效与节能需求

如因应现今工业4.0潮流带动下,SMC也趁势推出IO-Link主站产品,可用於感测器/驱动器与I/O端子间的开放式通讯介面。若结合电磁阀用SI单元,便能透过电磁阀的计数动作次数作为叁考,拟订气压缸更换时期的计画,在故障发生前进行计划性维护。


詹政哲指出:「SMC虽然在现今工业4.0的架构里聚焦於现场基层的硬体元件领域,获利不高,却扮演举足轻重的供应商角色。」不仅均可向上支援欧姆龙、三菱等国际机电大厂,接轨在更高控制层的通讯协定标准;只要客户提出需求,就算是竞争对手也不排斥加入其通讯介面合作解决问题。



图3 : 通过SMC推出的排气回收省能源??路,所搭配的新款增压缸将可增加2倍气压,避免管线末端压力不足,并在相同出力状态下约削减45%空气消耗量。(摄影/陈念舜)
图3 : 通过SMC推出的排气回收省能源??路,所搭配的新款增压缸将可增加2倍气压,避免管线末端压力不足,并在相同出力状态下约削减45%空气消耗量。(摄影/陈念舜)

此外,由於近年来节能高效成为工厂自动化显学,现今客户在选用产品时,都会将液气压元件的功能、可靠度、寿命、体积、重量、精度纳入考量,甚至包含安装进入机械後的使用成本,所以必须更持续加强该公司产品针对周边流体管理应用,提升客户竞争力,在台湾强项的半导体、工具机、光电产业维持领先。


詹政哲表示,以自动化节能效益而言,由於气动元件最大耗能在於加压阶段,若使用可靠度不隹的产品,极容易会因气体泄漏量过大,导致气压缸推力不足、自动化系统运行不稳;甚至会造成空气压缩机过度运转,导致机械使用寿命缩短和浪费电力等种种问题。SMC则挟着多年来累积的丰富技术与经验,具有市场上其他外观相似的同级产品无法取代的优势。


包含通过该公司推出的排气回收省能源??路,所搭配的新款增压缸系采用3活塞构造,将可利用气压缸推出作动後排气的盖侧压力,作为拉回的空气源回收再利用,以增加2倍气压,避免管线末端压力不足,在相同出力状态下约削减45%空气消耗量、32%充填储气桶时间,且将作动时的噪音从80dB降低为65dB。


2018年在日本最新上市的节能冲击式喷枪,则透过有效断面积扩大、效率化,以确保空气到达喷嘴前维持压力不变;再将喷嘴孔径缩小,提升3倍高峰值压力,促使冲击力大幅增加,节省约85%空气量与作业时间,可用於清除汽车制造等金属加工业的CNC工具机加工後,在台面上不易清除的异物、切削液、水滴,或被油附着的沾黏性切屑。


另因应现今制造业提高既有厂房、产线扩充弹性需求,在达到智慧自动化之前先完成省力化。SMC最新推出的液/气动元件还强调可在既有效能不变的前提下缩小体积,满足轻薄短小的主流设计趋势,包含利用模组化设计,甚至开发气电整合元件。


如该公司近期展示的轻巧型旋转平台,不仅同时削减本体32%重量、28%高度,还能用来整合SMC自有旋转组件,并配合既有产品与负载安装互换用平台,选择高度互换用连接块。由於采用4轴步进马达控制器可同步控制直线/圆弧补间、定位/推动动作,节省了过去客户须在各轴安装控制器的18%空间、配线与成本。


所推出的叶片式轻巧型旋转缸,则透过角度调整与开关单元轻巧的一体化构造,不必拆解就能调整角度;搭配该公司在日本市占率最高的水平式轻巧型夹爪,自制成本较低,也能满足客户多样少量的弹性化生产需求,有效缩短尺寸、削减46%重量、28%厚度,并增加最大使用夹持点。


SCHUNK善用气动夹爪整合优势 打造模组化自动夹持系统


图4 : 由於SCHUNK公司气压缸采取专利锯齿状沟槽设计,可延长保养周期,并因此提高长时间夹持力,不致因长时间磨耗而松脱,保固期可达3年。(摄影/陈念舜)
图4 : 由於SCHUNK公司气压缸采取专利锯齿状沟槽设计,可延长保养周期,并因此提高长时间夹持力,不致因长时间磨耗而松脱,保固期可达3年。(摄影/陈念舜)

另一家德国精密自动化夹持系统大厂SCHUNK(雄克)公司是全球夹持技术与抓取系统供应商,产品涵括最小的水平式机械夹爪到最大的夹头系列产品,协助客户显着提升生产效率。也趁着当今制造业单站制程乃至於整个系统的自动化概念更为简化,要求设备在设计时须为後续改造增效保留了极大弹性空间。


从而推出快速更换夹持系统,能整合其他众多夹持装置,包含夹持托盘、气动和液压夹持块,以及爪式车床夹头、磁力夹持解决方案,创建出一个适用於高效夹持工件的模组化系统;进而缩短生产和设备闲置时间,提高工艺过程稳定性或节省生产成本。



图5 : SCHUNK将气压缸进/出气端整合为单一接囗後,不仅能有效缩减本体体积,还能搜集感测器反??位置资讯,与上层机器人控制器连结,让气压缸价值提升。(摄影/陈念舜)
图5 : SCHUNK将气压缸进/出气端整合为单一接囗後,不仅能有效缩减本体体积,还能搜集感测器反??位置资讯,与上层机器人控制器连结,让气压缸价值提升。(摄影/陈念舜)

台湾雄克公司区域销售经理施信??表示,该公司生产的多款液/气压驱动的系列机械式夹爪,为其长年畅销的成熟产品之一,共分为2~4爪不同基本气压缸型式,防尘与防水等级可达到IP64/65/67。如今在工业4.0潮流里,还能搭配其他外部感测器、电磁阀,与客户工厂内机器人、AGV等自动化设备整合,在耗费空气量不变的情形下出力更大,也符合减法设计潮流。


以及SCHUNK将气压缸进/出气端整合为单一接囗後,再透过电磁阀切换开/关,不仅能有效缩减本体体积,更符合现今既有工厂扩充,须节省空间及配线需求;让客户购入後,不只获得一具气压缸的价值,还能与上层各家品牌机器人控制器连结,或搜集感测器反??位置资讯,得知是否为开/关状态或确实夹持与否。


施信??进一步指出,由於该公司气压缸系采取专利锯齿状沟槽设计,有别於其他市面上99%都属於T型沟槽设计,可在滑动接触过程中蓄油而延长保养周期,保固期可达3年,并因此提高长时间夹持力,不致因磨耗而松脱;加上夹爪长度增加50%,使得夹取物件时的热传导效率更隹,而加快散热,气压缸本体可耐宽温达到5~130℃。


最新推出的首款内建电子元件的24V电动磁力机械夹爪,则强调经内部整合电子元件後,不必使用其他控制器或任何装机调校工作,就能交替搬运多种较薄工件和板材;同时在24V电源控制时,简化连结和接线,系利用数位I/O埠通讯驱动,不会占用控制箱的空间,得以协助使用者节省成本,并最大程度减少了接线和调校工作。


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