建立五軸工具機(jī)技術(shù)助業(yè)者脫離紅海
建立五軸工具機(jī)技術(shù)助業(yè)者脫離紅海（五軸工具機(jī)技術(shù)）
為推動(dòng)工具機(jī)產(chǎn)業(yè)實(shí)力升級(jí)，工研院機(jī)械系統(tǒng)研究所的工具機(jī)技術(shù)團(tuán)隊(duì)藉由推動(dòng)機(jī)械準(zhǔn)確性共通基礎(chǔ)技術(shù)，將工具機(jī)精度由微米提升至次微米，產(chǎn)品等級(jí)由中品級(jí)提升至高品級(jí)。臺(tái)灣工具機(jī)產(chǎn)業(yè)過去搶攻全球市場，主要是靠平價(jià)機(jī)種，不論精度、效率、質(zhì)量及穩(wěn)定性和德國、日本等領(lǐng)導(dǎo)品牌有相當(dāng)差距。面對(duì)韓國在工具機(jī)技術(shù)急起直追必須提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)以保有目前工具機(jī)優(yōu)勢。有鑒于此工研院機(jī)械系統(tǒng)研究所工具機(jī)技術(shù)團(tuán)隊(duì)積極投入五軸工具機(jī)研發(fā)，以期為臺(tái)灣工具機(jī)產(chǎn)業(yè)打開活路。
整體而言工具機(jī)技術(shù)提升的方向，主要就是建立工具機(jī)切削加工精度、精密運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)深度及發(fā)展信賴度技術(shù)，工研院機(jī)械與系統(tǒng)研究所智慧機(jī)械組組長蘇興川強(qiáng)調(diào)技術(shù)水平的提升可促使產(chǎn)品價(jià)值提升數(shù)倍，協(xié)助臺(tái)灣工具機(jī)產(chǎn)業(yè)擺脫競爭紅海。據(jù)了解工具機(jī)產(chǎn)品平均單價(jià)約為德國的二分之一、日本的萬分之三，陷入低價(jià)競爭的局面，因此極需藉由產(chǎn)品升級(jí)擴(kuò)展利潤空間，并促使產(chǎn)業(yè)朝高附加價(jià)值方向發(fā)展。
建立五軸工具機(jī)共通技術(shù)、縮短開發(fā)時(shí)間
此次計(jì)劃主要鎖定五軸工具機(jī)的研發(fā)。相較于三軸機(jī)五軸工具機(jī)多出兩個(gè)機(jī)構(gòu)上的自由度可資運(yùn)用，此二個(gè)自由度多半為轉(zhuǎn)動(dòng)式。蘇興川進(jìn)一步指出五軸工具機(jī)的開發(fā)成功具有兩項(xiàng)意義，其一是五軸工具機(jī)能制造三軸機(jī)所無法做出的特殊形狀；第二項(xiàng)意義則是五軸工具機(jī)能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。
五軸工具機(jī)的附加價(jià)值較高，相對(duì)的生產(chǎn)及操作難度也很高，因此目前國際上能制造五軸工具機(jī)的廠商僅為少數(shù)，能成功制造出五軸工具機(jī)便代表該地區(qū)的工具機(jī)技術(shù)已達(dá)到更高的境界。簡而言之五軸工具機(jī)的制造是判斷一個(gè)地區(qū)工具機(jī)產(chǎn)業(yè)水平的主要指標(biāo)。如今工研院團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)五軸工具機(jī)，代表臺(tái)灣工具機(jī)產(chǎn)業(yè)已能與其他先進(jìn)地區(qū)并駕齊驅(qū)。
為協(xié)助產(chǎn)業(yè)提升水平，此科專計(jì)劃首重建立扎實(shí)的共通技術(shù)基礎(chǔ)，這些共同關(guān)鍵核心技術(shù)可分為兩大部分，分別為高精度機(jī)臺(tái)設(shè)計(jì)共通研發(fā)平臺(tái)及控制與軟件共通研發(fā)平臺(tái)。前者包含精密進(jìn)給設(shè)計(jì)、兩軸旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)及精度穩(wěn)定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；后者則包括在線防碰撞加值軟件、加工模擬加值軟件及人機(jī)界面加值軟件等。
這些五軸工具機(jī)技術(shù)除了來自此工研院科專計(jì)劃外，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還為加入新世代五軸工具機(jī)研發(fā)聯(lián)盟的廠商規(guī)劃了德國取經(jīng)之行，蘇興川表示這些業(yè)者遠(yuǎn)赴德國，所學(xué)到的不僅是制作一臺(tái)五軸工具機(jī)所需的各種技術(shù)知識(shí)，甚至是觀念的徹底顛覆。新世代五軸工具機(jī)研發(fā)聯(lián)盟整合了臺(tái)灣工具機(jī)業(yè)界的六大主力業(yè)者，投入研發(fā)經(jīng)費(fèi)約二點(diǎn)六億，主要目的是根據(jù)未來新興科技，例如生醫(yī)、航天及綠能產(chǎn)業(yè)等等的應(yīng)用需求，開發(fā)出六款機(jī)型，帶領(lǐng)五軸工具機(jī)產(chǎn)業(yè)對(duì)準(zhǔn)未來市場趨勢。
德國五軸工具機(jī)取經(jīng)之旅 顛覆思考方式
一般工具機(jī)業(yè)者與他人合作多是購買圖面再依樣畫葫蘆，僅能取得訣竅，而研發(fā)聯(lián)盟前往德國學(xué)習(xí)，則是要了解高階五軸工具機(jī)的制作原理，也就是訣竅。談及此次德國學(xué)習(xí)之旅蘇興川深覺收獲良多，研發(fā)聯(lián)盟將此次的學(xué)習(xí)稱為五軸工具機(jī)鏡子項(xiàng)目，不同于過去業(yè)者多是花錢買技術(shù)，我們是付錢買員工的學(xué)習(xí)過程。此次德國學(xué)習(xí)之旅前后持續(xù)兩年之久，其間每次約停留兩星期，總計(jì)來回六次之多。
剛開始聽說要去德國大家很興奮，但實(shí)際情況卻是待了一星期就受不了，生活不習(xí)慣，但是大家還是堅(jiān)持下去。從設(shè)計(jì)、分析、生產(chǎn)到驗(yàn)證，經(jīng)過每個(gè)環(huán)節(jié)的徹底拆解及學(xué)習(xí)，最終的成果便是能靠一己之力完成機(jī)臺(tái)的制造。蘇興川并強(qiáng)調(diào)此次的收獲還在于學(xué)習(xí)德國人的思考方式，然而這過程非常不容易，雙方經(jīng)過許多磨合。
他舉例子說明臺(tái)灣人和德國人的觀念差異，同樣要制造一只杯子，臺(tái)灣人可能就是將市面上最暢銷的杯款改成自己的杯子，在很短的時(shí)間內(nèi)就可以搞定這件事。但是德國人的做事方式則是截然不同，他們會(huì)花三個(gè)月討論影響杯子形狀的各種因素，甚至是做出所有可能的杯子形狀后再進(jìn)行討論。將這樣的思考過程放在工具機(jī)的制造上，就是必需反覆討論影響性能及精度的各個(gè)因素，針對(duì)各種設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)比后，再就最可行的方案進(jìn)行仔細(xì)分析，之后又是一輪討論后才決定最后方案。
由以上可知雙方的邏輯思考差異之大，所以在學(xué)習(xí)之旅初期，臺(tái)灣人員會(huì)質(zhì)疑德國人的做事步調(diào)太慢了，但是德國人仍然堅(jiān)持必需扎實(shí)地走過前端作業(yè)的各個(gè)程序之后才實(shí)際動(dòng)手。在臺(tái)灣人員耐住性子學(xué)習(xí)德國人的思考方式后，也深覺縝密的思考雖然節(jié)奏慢，但是卻能節(jié)省后段不斷試誤的時(shí)間。
為了成就此次的五軸工具機(jī)鏡子項(xiàng)目，工研院項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)花了不少心思；必需透過各種管道尋求德國中小企業(yè)同意傳授技術(shù)知識(shí)及帶領(lǐng)實(shí)作。這是個(gè)不簡單的任務(wù)，因?yàn)榈聡ぞ邫C(jī)產(chǎn)業(yè)其實(shí)頗為封閉。蘇興川談及如何突破德國工具機(jī)業(yè)者的心防，我們主要鎖定德國中小企業(yè)，這些廠商在老一代的經(jīng)營下，多數(shù)僅鎖定國內(nèi)市場不愿走向國際，但我們觀察到現(xiàn)在德國許多中小型工具機(jī)業(yè)者多已由年輕一代接受，而新的經(jīng)營者較有走出德國的意愿；尤其是希望能打入亞洲市場。
德國中小企業(yè)業(yè)主有邁向亞洲的想法， 然而未必可掌握管道，看準(zhǔn)此點(diǎn)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)便以雙方合作可互蒙其利的角度出發(fā)，說服他們?cè)敢鈱⒓夹g(shù)知識(shí)分享出來?？朔ㄇ爸米鳂I(yè)在內(nèi)的種種困難，新世代五軸工具機(jī)研發(fā)聯(lián)盟的六家業(yè)者最后皆成功開發(fā)驗(yàn)證載具，完成五軸工具機(jī)鏡子項(xiàng)目。這些機(jī)臺(tái)分別是亞崴的高精度天車式五軸工具機(jī)、程泰的復(fù)合化多軸車銑加工機(jī)、臺(tái)中精機(jī)的動(dòng)柱式銑車五軸工具機(jī)、永進(jìn)的高精度兩軸直驅(qū)加工機(jī)、百德的動(dòng)柱式車銑五軸工具機(jī)，以及大立的直驅(qū)式臥式五軸工具機(jī)。
五軸工具機(jī)價(jià)值高、兆元產(chǎn)業(yè)有望
過去這些業(yè)者多是生產(chǎn)銷售三軸機(jī)，附加價(jià)值相對(duì)較低，而這些五軸工具機(jī)技術(shù)的開發(fā)能協(xié)助業(yè)者擺脫價(jià)格競爭的困境。蘇興川強(qiáng)調(diào)聯(lián)盟的功能除了提供業(yè)者共通技術(shù)，使其能縮短研發(fā)時(shí)間外，還有一個(gè)重要作用就是在聯(lián)盟成立之初就協(xié)調(diào)各家業(yè)者開發(fā)不同的機(jī)器，如此才不致于大家一窩蜂開發(fā)同樣的機(jī)器，如此難保在未來不會(huì)又淪入惡性競爭的境地。透過彼此的分工及協(xié)調(diào)業(yè)界才能一起走出紅海，投入另一片藍(lán)海市場中。展望未來工研院團(tuán)隊(duì)仍將積極建構(gòu)本地高階五軸工具機(jī)產(chǎn)業(yè)，帶領(lǐng)臺(tái)灣成為高階工具機(jī)供應(yīng)商之列，同步提升相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)競爭力，開啟工具機(jī)產(chǎn)業(yè)兆元產(chǎn)值新紀(jì)元。
五軸工具機(jī)組長蘇興川感言
主導(dǎo)臺(tái)灣六家領(lǐng)導(dǎo)廠商與德國公司合作，建立高階工具機(jī)研發(fā)工具、關(guān)鍵組件技術(shù)及精密組裝訣竅守住關(guān)鍵人才。并以高階工具機(jī)技術(shù)帶動(dòng)前十大工具機(jī)廠導(dǎo)入五大關(guān)鍵研發(fā)聯(lián)盟，提供產(chǎn)業(yè)在性能及效能提升所需之關(guān)鍵核心技術(shù)，提升精度十倍及建立訣竅軟實(shí)力。主導(dǎo)臺(tái)灣工具機(jī)二十余家主力廠商新機(jī)種研發(fā)四十余種，也協(xié)助臺(tái)灣放電加工機(jī)從無到有，成為世界第三大慢走絲生產(chǎn)基地生產(chǎn)國。藉由機(jī)械準(zhǔn)確性共通基礎(chǔ)技術(shù)推動(dòng)，將工具機(jī)精度由微米提升至次微米，是推動(dòng)工具機(jī)產(chǎn)業(yè)邁向智慧化的主導(dǎo)者及整合者、工具機(jī)產(chǎn)值倍增及百億級(jí)旗艦廠的推手。團(tuán)隊(duì)很慶幸能加入工具機(jī)這個(gè)溫暖有活力的產(chǎn)業(yè)，價(jià)值來自持續(xù)的深化，獲獎(jiǎng)靠團(tuán)隊(duì)努力，解決次微米加工機(jī)研發(fā)、控制器壟斷問題。
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