海德漢公司於今年TIMTOS參展主題，即訴求將協(xié)助臺灣工具機製造廠商打造智慧機臺，並提供終端使用者許多增加生產(chǎn)效益的解決方案。其中，智慧製造解決方案係利用該公司開發(fā)語言套件，撰寫完成PC生產(chǎn)監(jiān)控軟體工具，並在現(xiàn)場連線控制2臺五軸加工中心機在內(nèi)的5具海德漢控制器。展示其讀取機臺生產(chǎn)相關(guān)資料、快速瀏覽機器狀態(tài)、監(jiān)控機臺稼動率，以及檢視與評估在不同時段機器間的狀態(tài)歷程、Email傳遞指定機臺的異警訊息、匯出生產(chǎn)資料等強大功能。

圖1 : 海德漢公司產(chǎn)品經(jīng)理傅彬豪表示，今年推出智慧製造、量測等完整解決方案，協(xié)助機械製造商及控制器使用者增加生產(chǎn)效益。(攝影:陳念舜)

海德漢公司指出，該軟體目前仍與德國及世界各地客戶密集合作回饋需求，以提供更符合實務(wù)要求及效益的機臺監(jiān)控項目及軟體功能，預(yù)計在今年EMO展後上市。適用於尚未培植自有IT程式開發(fā)人員的臺灣中小企業(yè)直接使用；若客戶有能力自行開發(fā)，也能透過該公司所提供之開發(fā)套件，設(shè)計差異性的客製化介面。

遠端桌面管理員功能，則可直接使用外部PC的系統(tǒng)資源，實現(xiàn)於控制器上使用一具或是更多搭載Windows作業(yè)系統(tǒng)的PC應(yīng)用程式，包括CAD/CAM系統(tǒng)，或能直接收取Email、使用ERP/MES程式等，方便控制器使用者並發(fā)揮最大效益。

另因應(yīng)工業(yè)4.0智慧機臺的必要條件，就是要在單機上整合加工與量測製程。海德漢也在搭載自家控制器及高轉(zhuǎn)速高扭力直驅(qū)馬達的銑車複合加工中心機上，實際展示智慧量測解決方案裡的3D曲面量測功能。包括在控制器內(nèi)建3D曲面量測的功能，只須透過對話式量測循環(huán)指令，就能指定待測工件於空間中的任一定點；並藉由該公司新款接觸式探針量測，讓單機也能完成複雜量測，提升機臺的智慧等級與附加價值。相較於臺灣或日系控制器的優(yōu)勢，海德漢因為自有絕對式光學(xué)尺編碼器(encoder)可提升精度，而不必重新埋設(shè)sensor；且能即時回授控制器，防止機臺干涉、碰撞。

整合光學(xué)編碼器　奠定歐系大廠精準利基

同為歐系數(shù)位控制器大廠的發(fā)格自動化公司，隸屬於西班牙MCC集團(Mondragon)工業(yè)部門子公司之一，不僅長期專注於生產(chǎn)CNC數(shù)位化控制與光學(xué)尺編碼器等量測產(chǎn)品，容易適應(yīng)各類型的加工機結(jié)構(gòu)；機械製造商也可以自由定義特殊的運動形式，應(yīng)用於各種新研發(fā)機型。今年不僅模擬智慧工廠，展示採用MTConnect通訊協(xié)定，經(jīng)第三方連線現(xiàn)場所有CNC、工業(yè)機器人控制器能力，並監(jiān)控各機臺稼動率和歷史紀錄；還發(fā)表最新雷射切割機專用控制器，內(nèi)建PWM功能，可控制雷射輸出功率，並可使用該公司所提供之開發(fā)套件，設(shè)計差異性的客製化介面。

且隨著工業(yè)4.0主流趨勢，近年來有愈來愈多的工具機廠導(dǎo)入高解析度直線編碼器(光學(xué)尺)及角度編碼器，發(fā)格也提供多款低膨脹系數(shù)的增量、絕對式產(chǎn)品，搭載於各式多軸及複合工具機上，以防止馬達、傳動機構(gòu)運作時發(fā)熱變形而精確定位，回授控制器補償，提升使用者加工時的重覆精度。發(fā)格進一步指出，由於絕對式光學(xué)尺必定具備自有通訊協(xié)定，該公司產(chǎn)品除了自有FeeDat通訊介面外，還是目前少數(shù)能支援歐系(Siemens、Bosch Rexroth)、日系(FANUC、Mitsubishi、Panasonic)、臺灣(工研院、新代)等不同PLC/PC -Based控制器和驅(qū)動器(Driver)通訊協(xié)定的產(chǎn)品，開放程度最高。

圖2 : 發(fā)格自動化公司業(yè)務(wù)經(jīng)理陳金盛表示，該公司絕對式光學(xué)尺為目前少數(shù)能同時支援歐、日系及臺灣等不同品牌PLC/PC -Based控制器和驅(qū)動器的產(chǎn)品。(攝影:陳念舜)

如近年來臺灣工具機廠商競相投入航太業(yè)發(fā)展，發(fā)格光學(xué)尺因為解析度達到50、10nm，大幅降地漣波效應(yīng)至可進行微進給，將大幅提升工件表面光潔度，已成功切入富士康供應(yīng)鏈，結(jié)合線性馬達，不必再經(jīng)拋光研磨；現(xiàn)也搭配Panasonic驅(qū)動器、工研院控制器，安裝於大立機器工業(yè)、友嘉集團、協(xié)鴻工業(yè)等立/臥式五軸加工機，實際參與A-I-M Team航太聯(lián)盟計畫。

掌握關(guān)鍵零配件　增加數(shù)控系統(tǒng)客製化彈性

由臺灣力盟公司引進的瑞士NUM數(shù)控系統(tǒng)，則自1961年成立以來，始終專注於CNC數(shù)控系統(tǒng)的相關(guān)領(lǐng)域，並具備驅(qū)動器(Driver)、伺服馬達的自製能力，憑藉在軟/硬體強力的技術(shù)支援與豐富經(jīng)驗，協(xié)助製造較特殊、複雜或高階的專用工具機，量身打造CNC數(shù)控系統(tǒng)解決方案，應(yīng)用產(chǎn)業(yè)遍及刀具、高精度雷射切割機、水刀切割、木工及齒輪加工(滾齒/磨齒)、五軸雕刻機等；也為許多工具機製造廠商提供了舊機更新升級方案，費用將比購置新機來的經(jīng)濟。

尤其因應(yīng)現(xiàn)今工業(yè)4.0需求，由於NUM系統(tǒng)具備開放、彈性特色，即便從自製驅(qū)動器、馬達起家，客戶也未必須又搭配NUM自家產(chǎn)品；與第三方自動化廠商合作支援客戶時，還比其他控制器廠商來得更有效率，不會因為生產(chǎn)規(guī)模大小而有別。在今年TIMTOS新發(fā)表更易於擴充的CNC數(shù)控系統(tǒng)，可依客戶需求調(diào)整，每個NCK單元最多可支援到32個伺服軸，搭配大量軟硬體選配資料庫，讓系統(tǒng)進行訂製，以適合所有工具機；且與其體積小又高效率的伺服驅(qū)動器共用電源模組，意味著每個系統(tǒng)僅需一個電源、線路濾波器和回升電阻，減少了佈線和總體成本，又幾乎兼容所有的測量系統(tǒng)，控制NUM或其他製造商提供的各種馬達，為客製化需求設(shè)想。未來NUM將站在CNC關(guān)鍵零組件的角度整合，協(xié)助工具機廠商客製化機臺，包括導(dǎo)入MTConnect開放通訊協(xié)定成為新平臺，並納入客戶所需各種感測器或硬體，得以單一控制器操控五軸同動，甚至是廠內(nèi)上百部機器轉(zhuǎn)軸。

圖3 : 臺灣力盟公司亞洲區(qū)銷售總監(jiān)Adrian Kiener表示，強調(diào)具備自製驅(qū)動器(Driver)、伺服馬達能力，能量身打造專用工具機所需CNC數(shù)控系統(tǒng)。(攝影:陳念舜)

且除了搭配CNC數(shù)位控制系統(tǒng)所需的光學(xué)尺、角度編碼器之外，臺灣工具機製造廠商若想推動智慧機械發(fā)展，也不能忽略搭配適合的感測元件，以掌握升級所需大數(shù)據(jù)。在今年TIMTOS期間舉辦的「臺灣智造日」活動中，即可見到德國巴魯夫公司經(jīng)數(shù)十年在臺灣的工廠自動化領(lǐng)域內(nèi)深耕，已成為客戶可信賴的合作夥伴，2014年成立臺灣分公司，2016年在全球銷售達3.8億歐元。目前無論需要目標檢測、線性位移檢測、RFID工業(yè)識別或工業(yè)網(wǎng)路連接產(chǎn)品，臺灣巴魯夫都可以為工具機製造廠商提供創(chuàng)新和一流產(chǎn)品和綜合服務(wù)的解決方案，協(xié)助刀具管理以提高生產(chǎn)力，創(chuàng)造更多智慧化價值。

臺灣巴魯夫公司表示，該集團自1921年創(chuàng)立至今，已是第四代家族工業(yè)，最早供應(yīng)汽車感測器，近年來逐漸轉(zhuǎn)型提供以RFID、IO-Link為核心的解決方案。如針對刀具管理流程中，首先是新刀通過對刀儀測量後存取訊息，再進入刀庫送到工具機過程中，將可透過RFID存取每把刀的狀態(tài)訊息。待完成加工後，若非經(jīng)記錄刀具訊息，送回刀庫；就是將已受磨損者重新修磨；同時在刀具管理系統(tǒng)的資料庫裡，保留所有工具機和刀庫資訊。

目前巴魯夫所提供的RFID解決方案分為3大部份，包括裝在刀具上晶片、與主軸相連的讀寫頭與處理器。其將全球刀具管理系統(tǒng)分為兩大類：1.集中式管理，以日本Mazak代表，只在晶片上儲存一連串數(shù)字，所有訊息皆通過EtherCAT傳送，再與刀庫資訊比對；2. 分散式管理，如德國認為將所有訊息都存於刀把晶片上較安全，許多刀把上都會預(yù)留ISO標準(10*4.5mm)晶片孔位。

圖4 : 巴魯夫自動化公司市場部經(jīng)理宋一飛，提供以RFID、IO-Link為核心的解決方案，可支援廠內(nèi)不同CNC數(shù)控系統(tǒng)管理刀具，並與廠內(nèi)現(xiàn)場層直接通訊，打通最後一哩。(攝影:陳念舜)

所提供適用於刀具上晶片的讀寫頭，則可透過液壓系統(tǒng)讀取，經(jīng)測量所有長度、半徑、螺紋、中心度、壽命(使用時間/次數(shù))管理等數(shù)據(jù)，再寫入符合ISO標準規(guī)格晶片初始化，與RS-232、I/O通訊埠整合，支援歐、日系CNC數(shù)控系統(tǒng)。其讀寫頭還分為低頻、高頻兩類，前者為巴魯夫獨有，因為抗電磁波干擾更穩(wěn)定，為德國工業(yè)主流；後者應(yīng)用範圍較廣泛，比較適用於物流業(yè)。近年來還推出結(jié)合IO link的RFID系列產(chǎn)品，共有4接口，可整合從低頻~超高頻段，與廠內(nèi)現(xiàn)場層直接通訊，有助於遠端監(jiān)控，調(diào)校參數(shù)。

此外，德國易格斯總公司的工具機部門國際總監(jiān)Lukas Czaja，也分享了該公司智慧工程塑膠如何結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)，應(yīng)用於工具機上。使之拖鏈、電纜和線性滑軌等傳動元件即將產(chǎn)生磨損前，便先通過由不同感測器和監(jiān)控模組組成的智慧感測器，持續(xù)自動監(jiān)測在機械設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀況；並以低電壓及RS-232介面輕鬆傳輸訊號到igus通訊模組，就能直接連結(jié)到使用者的控制器、雲(yún)端等IT基礎(chǔ)架構(gòu)中。因結(jié)合igus多年來所累積的龐大測試數(shù)據(jù)資料庫，得以經(jīng)行動裝置提前通知產(chǎn)品預(yù)期使用壽命，安排保養(yǎng)、更換或維修的日期，好讓維護保養(yǎng)工作變得可預(yù)測；進而杜絕突如其來的停機問題，維持生產(chǎn)效能，降低工廠營運成本，已實際用於高明精機產(chǎn)品。

圖5 : 德國易格斯總公司的工具機部門國際總監(jiān)Lukas Czaja，分享了該公司智慧工程塑膠如何結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)，應(yīng)用於工具機上。(攝影:陳念舜)

Lukas Czaja指出，受惠於igus在德國科隆總部設(shè)有占地廣達2,750m2的測試實驗室，透過多年來進行大量測試所累積的龐大數(shù)據(jù)資料庫，就能準確預(yù)估m(xù)otion plastics運動工程塑膠的使用壽命；並將此數(shù)據(jù)資料庫整合到線上工具及智慧行動裝置的app中，方便使用者隨時取用；進而連接到igus數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)更迅速的操作流程，延長機臺使用壽命，例如：自動訂購替換零件、自動聯(lián)絡(luò)外部維修團隊等，將大為顛覆igus及工具機客戶、使用者以往的作業(yè)模式。