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歐系傳動元件掌握研發優勢 融入智慧化系統整合
 

【作者: 陳念舜】   2019年09月11日 星期三

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有別於台灣傳動元件廠商優點,在於可針對代工業客戶為了節省製程成本,而提供可高度彈性應用的模組化、客製化系統整合能力。歐系傳動元件廠商則藉由長久累積的研發實力,掌握關鍵材料特性,適用嚴苛環境;進而融入智慧化科技,得以管控產品全壽命週期成本。


位於德國科隆的igus公司身為歐系傳動元件大廠,多年來始終致力於開發高動態傳動元件技術,包含乾式軸承、耐撓曲電纜線、保護拖鏈系統等元件持續推陳出新。雖然傳動元件在整體機械產業看來並不顯眼,除非是設備停機了才會發現。


但到了現今工業4.0智慧機械年代,確保工廠內部線纜安全就像維持人體輸送血液、氧氣的血管通暢一樣重要,以維持生產線上移載裝置、機台運行順暢,才能有效提升製造工藝及生產作業的穩定性;進而透過預測性維護增加工廠正常執行時間,來確保製程不中斷,並提升效率。


即便如生產保護拖鏈所需的塑膠成型技術各國都有,國內外品牌眾多,惟若產品品質、材料不佳,既可能影響加工,耐用度也會受質疑;且各家使用者對於價格的定義也有不同,igus相信只要品質夠好,終會被看見。


善用智能工程塑膠特性 藉測試掌握品質與使用壽命

目前不僅善用所掌握智能工程塑膠的特性,扮演各領域不停機的守護者,還能依使用者在不同環境條件下應用的需求,添加特殊複合材質。例如曾經推出免上油的自潤軸承,便是利用自主開發的材料於棒材上形成薄膜,以發揮自潤效果,減少粉塵或磨耗心軸。至今已分別在傳產重工業、工具機、自動化等產業發揮效果,甚至還提供可將三者整合的解決方案,直接加入現場機台,省下大量組裝時間與成本。


且每年推陳出新產品,也都會先在該公司約占地3,800m2實驗室內將igus產品置入移動載具上實際運行檢驗,以及每年約進行20億次電纜循環測試驗證,並將結果納入免費提供的使用壽命計算器裡,得以精準預測可在客戶機器上可靠運行的工作時間。也因為在測試過程中蒐集相當多資料,足以讓客戶在官網上選型,甚至通過動態展示線纜配置,廣受面板業客戶歡迎,反而會主動要求設備廠商採用igus產品,才能在有限空間裡經過Digitwins預先配置、選型,縮減事後查修及安裝時間,延長使用壽命,現也在各展覽場合提供VR裝置,讓潛在使用者身歷其境,體驗位於科隆的智慧工廠內部配置。


2016年還發表i-Sense模組,可將附有RFID通訊晶片的感測器內嵌於自家所有產品上,一旦達到預設磨耗程度,就會自動警示停機、通知維修人員、更換模組等。可藉著i-Sense偵測系統不斷每次更新使用壽命,都會考慮應用程序目前運行的環境條件,為客戶提供額外保障;並通過機器學習和持續改進,獲得有關實際上單獨使用解決方案耐久性的精確訊息,不僅可在機器控制系統的螢幕上檢視,還能選擇與接igus伺服器連網後,一旦出現意外操作狀態或即將進行維護時,透過SMS簡訊或e-mail提供相關詳細資訊,甚至可自動下單訂購備品,或聯絡外部維修團隊。



圖1 : Igus在2016年發表的i-Sense模組,可將附有感測器內嵌於自家所有產品上,一旦達到預設磨耗程度,就會自動警示停機、通知維修人員、更換模組等。(source:igus)
圖1 : Igus在2016年發表的i-Sense模組,可將附有感測器內嵌於自家所有產品上,一旦達到預設磨耗程度,就會自動警示停機、通知維修人員、更換模組等。(source:igus)

igus認為,進入工業4.0時代的維護工作係指包含規範的明確改變,不再只是人員依固定間隔時間執行保養維護,或只在失誤或故障時反應。所謂的「預測性防護(predictive maintenance)」應能持續監控工具機狀態,且只有在真正需要時再進行維修或更換,以精確計劃維護工作;同時因為監測狀態,也能減少意外停機並降低故障成本。


例如利用該公司耐磨工程塑膠所製成的先進智能塑料等相關產品,就能在其感測器監控塑料解決方案納入自主開發的多款能量傳輸保護拖鏈、電纜、線性導軌、滑動和迴轉軸承的傳感器和監控模組,可用來監測拖鏈或銷/孔連接處受磨損、破壞,或施加推/拉力的程度,並提前示警;進而通過數位化監控其狀態來延長使用壽命,使得工具機製造廠商和使用者能明顯提高系統的可靠性,將精確規劃維護的工作提升到一個全新水準,從而節省成本。



圖2 : Igus近來也在各展覽場合提供VR裝置,讓潛在使用者身歷其境,體驗位於科隆的智慧工廠內部設置。(source:igus)
圖2 : Igus近來也在各展覽場合提供VR裝置,讓潛在使用者身歷其境,體驗位於科隆的智慧工廠內部設置。(source:igus)

且由於讓使用者自行決定模組連接及數據管理方式,得以在運行效率最大化和IT安全性之間取得平衡。既可依客戶要求,在受環境限制下離線操作;也能在igus配置工具基礎上,與該公司最新通訊模組(icom.plus)連網,更彈性靈活地整合數據資料,將感測器整合到客戶自己的IT基礎設施裡,例如SCADA、MES等生產管理系統,或整個公司的線上雲端解決方案;還能持續與igus雲端資料比較使用壽命,得以最低故障風險,實現機器最長運行時間。


擴大在地服務能量 跨足多元領域應用


目前igus還在其他領域推動數位化,包含通過新開發的能量傳輸保護拖鏈專家,可以選擇利用該公司150,000個能量傳輸保護拖鏈、1,300條以上高柔性電纜和超過4,200條驅動電纜,共同組合設計出預裝配拖鏈系統。還有具有創新開放概念的E4Q拖鏈,可讓使用者不用任何工具,就能在數秒鐘內開啟或關閉;且基於原有強壯的標準拖鏈E4.1改良,新系列將具有更長使用壽命和高度模組化特點。


值得一提的是,目前igus產品在各領域相關應用廣泛,對於保護拖鏈而言,任何場合只要會用得到線纜就是商機。近幾年來總公司的規模也不斷擴充,台灣據點的人手越來越多,提供為客戶減省維護時間、提升產能的解決方案。當拖鏈磨耗至壽命將屆前就會預警以及時更新,降低停機檢修時間與備品成本,特別適用於環境嚴苛、人力不足的3k產業。


因為可在戶外、碼頭上承受高溫、鹽害、易腐蝕或異常斷線,即使目前許多金屬件已鏽蝕,塑鋼拖鏈仍在。目前已進入碼頭上負責搬運貨櫃的橋式起重機拖鏈系統達10年以上,不僅獲得新加坡海關用於貨櫃碼頭,顯示肯定其妥善率;也遍佈台灣北中南港口而達成高市佔率,效能備受客戶肯定。


台灣開天引進KTR研發資源 滿足擴大應用領域


另一家專業研製及生產各類機械型聯軸器等傳動元件的德商KTR集團成立迄今已60年,但母公司TACKE集團其實已有125年歷史,並在2008年在台成立分公司台灣開天傳動科技公司。不僅提供多款設計規格大小不一的設備和使用壽命長短有別的解決方案,滿足使用者對於經濟實惠的要求;也盼善盡系統整合商的角色,提供讓工業設備關節靈活運動的關鍵與後續售後服務,使得該公司聯軸器遍佈於各種需要傳輸馬達旋轉動力的場合。


包含通過相關驗證後提供超級跑車的特殊波紋管聯軸器,可用來連接電子驅動器與節流閥,承受約1000℃高溫環境;瀋陽華晨BMW引擎工廠也將該公司特殊磁性聯軸器用於整廠輸送產線,利用其無磨損及過載保護的特性,確保了700多部工業機器人穩定產出;E-bike電動腳踏車則採用其特殊T-PUR彈性體來吸收震動,再加上直驅(DD)馬達來取代皮帶。


KTR還在總公司設立了PTC(power transmission center)傳動研究中心,期盼藉此實驗、研究所有傳動元件累積的數據Data,以控管所有產品的品質,並進行自動化生產與即時檢測,以加速邁向工業4.0時代。



圖3 : 德商KTR集團在台成立分公司台灣開天傳動科技公司,提供多款設計規格大小不一的設備和使用壽命長短有別的解決方案,滿足使用者要求。(攝影/陳念舜)
圖3 : 德商KTR集團在台成立分公司台灣開天傳動科技公司,提供多款設計規格大小不一的設備和使用壽命長短有別的解決方案,滿足使用者要求。(攝影/陳念舜)

此外,該公司也是少數直接在台灣(台中工業區)投資設廠的德國廠商,於MBK(Made by KTR)生產線上採購德國知名加工機台以符合6S高規格需求,專門用來生產工具機、自動化產業所需客製化急件的無背隙聯軸器,並針對2款在台灣生產的聯軸器提供優惠價格;以及綜合扭/壓力的TAF認證實驗室,可承受最高測量扭力3,000Nm、最大壓力5,000N;在3層樓的系統化庫存中心裡共有3,500種以上常用規格的現貨庫存;以及產品展示及教育訓練中心,提供免費教育訓練和即時技術諮詢。


扮演系統醫師角色 診斷系統病因

由於KTR身為傳動元件的領導廠商,憑藉多年來累積了豐富技術、經驗與材料知識,而提出「Made for Motion ; Made for you」口號,將扮演醫生的角色診斷系統病因,認為現今許多廠商往往為了追逐工業4.0潮流,而一味斥資添購自動化設備、蒐集相關數據以求順利量產,卻忽略了聯軸器等基礎傳動元件的重要性。



圖4 : KTR是少數直接在台灣投資設廠的德國廠商,於MBK生產線上採購德國知名加工機,同時還設置綜合扭/壓力的TAF認證實驗室與3層樓的系統化庫存中心。(source:ktr.com)
圖4 : KTR是少數直接在台灣投資設廠的德國廠商,於MBK生產線上採購德國知名加工機,同時還設置綜合扭/壓力的TAF認證實驗室與3層樓的系統化庫存中心。(source:ktr.com)

因此,台灣開天建議客戶可在有限預算裡,針對不同設備維護需求規劃:


1. 針對重要和必要產品採取預知維護,而利用較高成本元件與短維修工時;


2. 重要和需要產品,則以低成本元件及固定維修工時定期維護。


前二者均屬可預期停機損失,德廠優勢在於掌握材料知識,得以預知保養年限而分攤成本。而KTR均有對應產品不同類型發展的產品,例如該公司扭力限制器SYNTEX-NC便可在扭力一旦超過標準時跳脫保護,並通知電腦停機維修聯軸器、剎車器;進而利用聯軸器背隙感測器,以即時保養、更換元件,屬於較高成本元件設計。


最新推出的CAS(Coupling Alignment Scan) 聯軸器同軸誤差掃描儀,則可藉此確保聯軸器正常對心軸,並即時消除背隙;以及客制化扭力感測器,由於直接安裝在聯軸器上而節省空間,較適合50kN-m以上者。


且因為KTR在全球風機市場占有率高達70%以上,對於台灣正推動5+2創新產業裡的綠能科技,可提供國外風機專用聯軸器、剎車器、扭力轉速感測器、冷卻系統等完整解決方案,即時偵測反應以確保傳動元件達到一定轉速、扭力時剎車而防止過載,有利於就近快速維修。甚至在國外潮汐發電設備還因為利用海水的推力為空氣10倍以上,環境條件比起風力更嚴苛,而須使用KTR更可靠的產品去監測效能。


惟若選擇低成本元件及固定維修工時者,亦可利用該公司ROTEX系列聯軸器可更換彈性體的Damping效果吸收機台震動,達到同心度,從而縮短重新調機時間與維護成本。其受惠於德國材料科學優勢,且通過耐油、溫度的時間考驗,可依應用條件變更,普遍用於煉鋼廠內的嚴苛環境或工具機各軸向;快拆設計也讓操作人員更方便維護保養大型馬達等運轉設備,不必因為移動兩端設備而重新校正同心度,大幅降低維修工時。


反觀最不應該選擇的,就是只採購低成本元件突發維護,既無法預期維修工時和停機損失,還可能為了省下僅約3位數的聯軸器成本,卻耗費高額船舶靠港維修的港務費;或CNC機台停機導致物料損失,甚至是逾時交貨致機械廠品牌形象受損。


**刊頭照(source:igus)


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