當這一波臺灣疫情快速升為三級警戒之後，最讓製造加工業(yè)最困擾的，便是該如何落實分艙分流規(guī)定？對於目前正忙於配合企業(yè)數(shù)位轉型，而在現(xiàn)場與辦公室之間來回奔波的電腦輔助製造CAM軟體人員而言，無異火上添油，亟須透過專業(yè)軟體商協(xié)助，搭配先進製造設備、刀具/刀把、工法，才能收事半功倍之效。
根據(jù)經濟部最新宣布「企業(yè)因應疫情持續(xù)經營指引」中，便建議業(yè)者應盡可能讓行政、研發(fā)人員等可以在家上班者盡可能居家，或至少鼓勵一半人力在家上班；倘若是不能中斷的核心業(yè)務或生產線，也應減少勞工出勤或與之協(xié)商，才能落實分艙分流，以達到最佳人力調配。
對於製造加工業(yè)界負責操作電腦輔助製造軟體CAM人員而言，因此既須透過遠距作業(yè)，對內與業(yè)務、設計、製造部門零接觸交流，加快數(shù)位轉型腳步，以降低傳染風險；對外還要迎合國際景氣回溫，新興淨零碳排產業(yè)崛起，在原物料及運費高漲的威脅下，趕工交付訂單，從而快速導入適用刀具/刀把、工法與自動化設備，以同時降低成本、提高良率的沉重工作負擔，無異火上添油。
| 圖1 : 對於CAM操作人員而言，必須在原物料及運費高漲的威脅下，趕工交付訂單，從而快速導入適用刀具/刀把、工法，以同時降低成本、提高良率的沉重工作負擔，無異火上添油。（source: adsknews.autodesk.com） |
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hyperMILL BEST FIT上線問世 加快數(shù)位轉型腳步
德國專業(yè)CAM軟體商hyperMILL在臺灣子公司奧奔麥科技公司（OPEN MIND）總經理陳明均便指出，自2020年疫情擴散開始，OPEN MIND便啟動了線上機制，陸續(xù)推出如：線上研討會（Webinar）、線上產品演示（on-line demo）、遠端教學與培訓等服務，經過一年多來累積了大量有價值的經驗。
如今正值全國三級警戒時期，OPEN MIND臺灣團隊也透過遠端會議與線上學習機制，正在加強準備即將於6月下旬問世推出hyperMILL最新版本軟體中的「hyperMILL BEST FIT」功能模組。
陳明均進一步指出，該模組與領先設備模擬業(yè)界的「hyperMILL VIRTUAL Machining」模組整合之後，除了能經由虛擬並最佳化加工機設備動作，以進行碰撞檢測及最佳化迴避措施之外；還能整合機上量測數(shù)據(jù)，防止如鑄/鍛造、金屬3D列印等實體工件胚料尺寸，或外型變化較大者，於機器人或機上夾持後可能發(fā)生的夾持偏位。
陳明均強調：「透過 hyperMILL BEST FIT推算並調整CNC控制器輸出的每次NC code，都是針對機上所夾持工件的最真實位置與大小進行加工，並配合OMV機上量測系統(tǒng)，從而避免了傳統(tǒng)上單一加工程式，容易因為胚料大小不一、機器人搬運或夾持錯位，造成不良品浪費及耗能，尤其適用於現(xiàn)今多樣少量化、大批量客製化生產需求。」
再搭配 Connected Machining 模組之後，更可透過網路遠端來與設備連線，讓End user從hyperMILL上傳CAM數(shù)據(jù)資料；或透過CNC數(shù)控系統(tǒng)，取得機臺刀具壽命、夾持位置座標等參數(shù)，回傳hyperMILL進行加工模擬；待雙向同步整合、驗證後，才自遠端啟動機臺加工，確保設備、刀具安全並減少產出不良品，還能目前對於減少人員聚集接觸、支援遠距作業(yè)（WFH）等防疫要求。
陳明均強調，「We push machining to the limit」向來是OPEN MIND的核心理念，當1994年hyperMILL於德國創(chuàng)立時，所秉持的就是解決客戶在加工中所遇到的深穴加工難題，並據(jù)以研發(fā)出了以五軸設備同動控制簡易編程為主的CAM軟體。
陳明均說：「OPEN MIND秉持從來不怕改變，勇於挑戰(zhàn)傳統(tǒng)作法的理念。不只推廣軟體，而是從CAD/CAM軟體的角度出發(fā)，同步配合刀具、設備3方的全新概念，來提升客戶加工的總體價值。」
當時更考慮到了設備構型的多樣性，加以控制器的複雜與專業(yè)等，都與金屬加工的專業(yè)大相逕庭。「所以OPEN MIND 將CAM軟體與設備的介面 POST PROCESSOR 後處理器視為交付給客戶使用的完整方案之內，而非交由客戶自己或經銷商服務商等自行處理，得以在全球範圍內，對不同設備品牌提供最大的支持資源。」
開發(fā)客製化專用刀具 支援創(chuàng)新設備編程與工法
隨著現(xiàn)今加工材料越來越多樣，傳統(tǒng)代工廠毛利也不過18%，所以都會要求現(xiàn)場使用刀具cost down，唯恐影響管控工廠成本而不敢多用。但隨著景氣快速回溫導致原物料高漲，又須趕工搶單；產業(yè)逐步轉型升級，接單價值越來越高，就不敢採用廉價刀具，以免產生NG不良品。
等到業(yè)者利用CAM軟體掌握了特殊工法和應用之後，敢於投入開發(fā)特殊應用的昂貴、客製化新刀具，搭配多軸/多工複合加工機，不必再遷就工法限制而分段加工。最終得以縮減一半工序，同時提高多樣開發(fā)及少量生產速度、精度及良率；近期還開發(fā)出專利不對稱刀型來加工輕金屬、複合材料等，加快排屑速度。
包含國內外刀具廠商若經過數(shù)位化流程完成客製化刀具設計，就能在加工前即時加入hyperMILL軟體刀具資料庫運算，或是由客戶經hyperMILL完成編程後，即可向刀具廠商提出所需客製化刀具的類型。OPEN MIND如今也透過在全世界範圍裡，廣泛與不同加工機設備、刀具廠商配合，研製開發(fā)出了如錐度筒形刀、滾動車削，針對複合材料加工的Knife刀片6軸超音波切削，提供適合的多軸加工路徑；並配合銑磨整合加工、金屬積層複合加工機等工法、設備，得以輕易實現(xiàn)許多德、日系創(chuàng)新加工設備的編程，發(fā)揮真正效能。
| 圖2 : OPEN MIND透過廣泛與不同加工機設備、刀具廠商配合，研製開發(fā)出了 |
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針對複合材料加工的Knife刀片6軸超音波切削等工法，得以輕易實現(xiàn)許多德、日系創(chuàng)新加工設備的編程。（source: OPEN MIND）
OPEN MIND 於6月發(fā)表hyperMILL最新版本，也會新增積層製造（加法）和切削（減法）混合加工模組，確保加減法及後續(xù)模擬、驗證等流程都能在同一介面完成。陳明均強調：「CAM軟體在該領域的強項，就是在規(guī)劃堆疊路徑，但OPEN MIND與同業(yè)最大分別，就是所有加工方法、策略等，都是汲取現(xiàn)場實作經驗而轉化為路徑，其中都隱含著加工效率與基本原理。所以即使是加減法混合加工路徑，也是從積層製造的視角出發(fā)，而不是傳統(tǒng)以幾何形狀來思考的減法路徑為基礎！」
經過與工具機等硬體設備廠密切合作驗證後，OPEN MIND發(fā)現(xiàn)兩者存在根本差異，在於積層製造的每層燒結過後，都會有變形或等待冷卻時間，以及每層之間的高度、強度都會有差異，必須足以支撐，6月新版hyperMILL也將發(fā)表專用於積層製造所規(guī)劃的獨有堆疊路徑。
| 圖3 : OPEN MIND發(fā)表hyperMILL最新版本，新增積層製造（加法）和切削（減法）混合加工模組，確保加減法及後續(xù)模擬、驗證等流程都能在同一介面完成。（source: OPEN MIND） |
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陳明均指出，目前該公司德國總部的產品與研發(fā)團隊與許多設備及控制器廠商的溝通與配合都非常的緊密，OPEN MIND作為臺灣區(qū)域子公司，也有幸能於第一時間透過hyperMILL接觸到許多客戶在加工上的創(chuàng)新做法，期望能將之引入臺灣，為本地加工業(yè)界添加薪火；對於臺灣工具機、機器人及周邊零配件等自動化設備系統(tǒng)廠商，同樣抱持著open mind開放的態(tài)度，樂於交流各自Domain knowledge，共同為貢獻業(yè)界貢獻，將加工做到極致！
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丸榮超音波工法 強調低溫加工省工序
此外，臺灣專業(yè)刀把製造廠丸榮機械近年來致力推廣的超音波刀把，則除了強調完全自主研發(fā)，訴求不必客戶改變既有機臺、刀具，也可望從最近這波因為全球抵抗極端氣候變遷，而加速推動2050年淨零碳排進程中崛起的新興產業(yè)應用時獲利。
丸榮機械公司超音波部副總經理李肇慶認為，由於全球工具機消費市場需求穩(wěn)定，一旦歐美日系工具機受疫情衝擊，造成產能供應不及，客戶就會轉向之前受疫情影響較低的臺灣、中國大陸工廠下單補足。以及丸榮持續(xù)深耕高精度和穩(wěn)定性的高單價市場，目前是臺灣少數(shù)通過臺積電供應鏈認證的耗材加工廠商，半導體加工業(yè)約貢獻3成，近來營收表現(xiàn)尚佳。
李肇慶回顧當初決定投入開發(fā)超音波刀把的緣由，最早是因為參觀金屬工業(yè)研究發(fā)展中心（MIDC）與協(xié)鴻工業(yè)合作開發(fā)的超音波主軸成果，認為此係利用壓電振動原理，再經過模組化置入刀把的產品技術並不難，所以省下過往申請科專計畫曠日廢時的繁複程序，所以決定出資委由金屬中心協(xié)同開發(fā)後，再行技術移轉。
「雖然後續(xù)難免歷經反覆修改設計圖，遭遇不同待解決難題的過程，但都由丸榮自主克服，而確實掌握關鍵研發(fā)技術。」李肇慶說，如今該公司已是全臺灣唯一在內部自行成立加工驗證專責部門，並累積擁有豐富的超音波加工參數(shù)、夾治具、材料等專業(yè)知識。
相較於較早推出超音波工法的國內外工具機大廠，丸榮沒有必要與之競爭，而是站在零配件製造業(yè)者的角度來看，一般在中小型三軸標準型加工機應用的刀把，只是為服務客人需求的服務之一。丸榮因為生產用於大型加工機種的夾頭/搪頭市占率已達50%以上、自己又懂加工的前提下，只訴求如何能讓使用者就地「無痛升級」，所以決定從刀把本業(yè)向外衍生應用。搭配搭配自動追頻式超音波發(fā)振機，以PLC連線客戶既有CNC數(shù)控系統(tǒng)，執(zhí)行開關及掃/追/定頻動作，進而自動換刀；協(xié)助End user客戶的操作人員盡快上手，採用彈性筒夾，夾持加工精度可達5μm、可微細加工最小孔徑達0.05mm。
| 圖4 : 丸榮機械超音波刀把訂單仍主要來自於航太、飛彈等軍工產業(yè)End user需求居多，曾與客戶合作開發(fā)零膨脹玻璃陀螺儀。（攝影：陳念舜） |
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他也坦言，雖然看好超音波加工應用前景，剛開始投入市場推廣的前4年確實很辛苦，也曾搭配過工具機製造業(yè)者Turnkey solution解決方案，協(xié)助在刀把內嵌晶片或加裝感測器來讀取加工參數(shù)。但訂單仍主要來自於航太、飛彈等軍工產業(yè)End user需求居多，曾與客戶合作開發(fā)零膨脹玻璃陀螺儀。
同時與刀具廠商合作，推動以超音波加工新鎳基/高溫合金，解決傳統(tǒng)鑽銑切削工法達400℃時，工件會硬化而導致斷刀問題。李肇慶進一步指出，由於超音波加工採取上下振動原理，刃口不會維持在定點而造成過熱或沾黏切屑，可維持於200~300℃間達到相同效率，也相對安全；搭配該公司可支援中心出水斷屑、自動換刀的超音波刀把，導致加工效率更高，也不必頻繁更換刀具或影響壽命，適用於加工容易沾黏或硬化材料的效果愈佳。甚至是在積層製造3D printing燒結之後再切削的混合工法，也不必如過去擔心熱處理後工件會容易變形，而有效縮短工時。同時提高新款超音波刀把加工效率2~3倍。
李肇慶說：「現(xiàn)在新一代作法是乾式切削，除了可減少排放廢切削液，也符合目前在大陸部份城市作法，要求加工業(yè)者須能提出適合排放廢切削液的地點，才準開工。」，包含歐洲也有類似規(guī)定，預估臺灣應該會在5年內跟進，丸榮則早已與瑞典大學合作，開發(fā)加入液態(tài)氮的冷凍切削工法。
**刊頭照（source: SANDVIK Coromant）
