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齒輪加工仰賴先進磨削量測設備技術

圖1 : 多軸關節型機械人也使用高減速比高精度減速機,藉以增加扭矩並維持機器人的高精度運動,所以對於精度、剛性要求更高,須達成的加工製程與條件十分嚴苛。(source:i.ytimg.com)
圖1 : 多軸關節型機械人也使用高減速比高精度減速機,藉以增加扭矩並維持機器人的高精度運動,所以對於精度、剛性要求更高,須達成的加工製程與條件十分嚴苛。(source:i.ytimg.com)

[作者 陳念舜]

即使近年來台灣工具機暨零組件產業持續推動共通規範,期待提高自製率。惟若依照精密機械業的「母性原理」,即加工物件精度絕不會高於所使用的加工,業者最終仍須仰賴國內外高階品牌工具機,才能秉持80/20原則,提升核心競爭力,進而投入生產高階臥式加工機、機器人、電動車所需精密齒輪等關鍵零組件。

舉凡現今高階工具機、機器人、電動汽(機)車減速機,甚至是在能源業的渦輪發電機中,齒輪都是關鍵核心零組件,常用來承受來自馬達高轉速衝擊,並將扭轉而傳遞動力。尤其是精密工具機與各種產業機械要求高速、穩定、安靜的加工運轉,高精度與高品質的齒輪絕不可少,加上近年來工具機廠及塑膠機械產業客戶更不斷朝高階產品市場進軍,不管是品質、性能與耐用性都必須再升級,才能滿足客戶新一波的需求。

多軸關節型機械人也使用高減速比高精度減速機,藉以增加扭矩並維持機器人的高精度運動。目前全世界供應高精度減速機的前三大廠商分別是Nabtesco的RV減速機(市占率60%),Harmonic drive諧波減速機(市占率15%)、Sumitomo擺線齒輪減速機,三者背隙與傳動精度,皆必須小於1弧分,由上而下(Top-down)的設計概念推估,需個別零件精度要求高,才能達到目標精度。

因此對於精度、剛性要求更高,須達成的加工製程與條件十分嚴苛,以免影響到傳動機構的使用壽命與模組的可靠性,禍及最終加工效率及工件品質;且按照精密機械業的「母性原理」,加工物件精度絕不會高於其加工機精度,勢必須引進國內外最頂尖加工機種與檢(量測)測設備,甚至於被視為同業之間的軍備競賽。

齒輪加工業投入軍備競賽 追求高效與品質競爭力

目前由台灣齒輪加工大廠台穩精密工業公司生產的齒輪箱,便因為採用高硬度及韌性的高級鋼材做為齒輪軸系,憑藉著廠內大量進口歐日系高階齒輪研磨與加工設備,搭配嚴謹的製程管理與高精密加工技術,組成產品後運轉至為安靜,扭力超強,吸引工具機業的喬福、威赫、伍將、三鋒、順詮、浩穎、榮富,以及製造印刷機的添進裕等數十家廠商紛紛下單採購。

為了持續提升該公司加工精密齒輪與工業齒輪箱的生產品質與精度,以穩固市場領導品牌地位,必須適時更新精密齒輪加工設備。台穩除了先前已斥資數千萬元添購德商Hofler齒輪研磨機、日商東京技術CNC齒輪檢測機等業界最頂尖的齒輪加工與檢測設備,可用來生產錐度齒輪、擺線齒輪等特殊齒輪,及產業機械用客製化大型齒輪箱,鎖定進攻壓鑄機、塑橡膠機械與鋼鐵機械等市場。

今年更針對於車銑、研磨齒輪等關鍵製程所需設備汰舊換新,以著手降低生產成本,縮短交期,避開紅海市場,再度添購多台高性能齒輪研磨加工生產與檢驗機台。包括向母公司台中精機採購VT-A200雙主軸車銑複合加工機、Vcenter P-76立式加工機,同時引進高精度平面磨床、內孔外徑雙主軸複合磨床與雙齒腹嚙合檢驗機等,總投資額近2,000萬元,將可以大幅提升該公司產品品質與生產效能,期待能有效提高自製率,並落實產品零不良、機台零故障及廠區零災害的「三零」目標。

台穩表示,由於每顆齒輪製程少則8個,多達15個,若能將製程中70%都在自家廠內生產製造,不但能兼顧品質、成本與交期「三贏」的局面,滿足工具機廠客戶少量多樣、客製化的要求。進而滿足客戶的多元需來開拓新的業務來源,如已規劃在工具機與產業機械客戶外,進軍自動化、半導體與電子設備製造等新市場,即為台穩永續營運建構出更堅實的第三支腳。

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