建立五軸工具機技術(shù)助業(yè)者脫離紅海
建立五軸工具機技術(shù)助業(yè)者脫離紅海（五軸工具機技術(shù)）
為推動工具機產(chǎn)業(yè)實力升級，工研院機械系統(tǒng)研究所的工具機技術(shù)團隊藉由推動機械準確性共通基礎(chǔ)技術(shù)，將工具機精度由微米提升至次微米，產(chǎn)品等級由中品級提升至高品級。臺灣工具機產(chǎn)業(yè)過去搶攻全球市場，主要是靠平價機種，不論精度、效率、質(zhì)量及穩(wěn)定性和德國、日本等領(lǐng)導品牌有相當差距。面對韓國在工具機技術(shù)急起直追必須提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)以保有目前工具機優(yōu)勢。有鑒于此工研院機械系統(tǒng)研究所工具機技術(shù)團隊積極投入五軸工具機研發(fā)，以期為臺灣工具機產(chǎn)業(yè)打開活路。
整體而言工具機技術(shù)提升的方向，主要就是建立工具機切削加工精度、精密運動控制技術(shù)深度及發(fā)展信賴度技術(shù)，工研院機械與系統(tǒng)研究所智慧機械組組長蘇興川強調(diào)技術(shù)水平的提升可促使產(chǎn)品價值提升數(shù)倍，協(xié)助臺灣工具機產(chǎn)業(yè)擺脫競爭紅海。據(jù)了解工具機產(chǎn)品平均單價約為德國的二分之一、日本的萬分之三，陷入低價競爭的局面，因此極需藉由產(chǎn)品升級擴展利潤空間，并促使產(chǎn)業(yè)朝高附加價值方向發(fā)展。
建立五軸工具機共通技術(shù)、縮短開發(fā)時間
此次計劃主要鎖定五軸工具機的研發(fā)。相較于三軸機五軸工具機多出兩個機構(gòu)上的自由度可資運用，此二個自由度多半為轉(zhuǎn)動式。蘇興川進一步指出五軸工具機的開發(fā)成功具有兩項意義，其一是五軸工具機能制造三軸機所無法做出的特殊形狀；第二項意義則是五軸工具機能進一步實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。
五軸工具機的附加價值較高，相對的生產(chǎn)及操作難度也很高，因此目前國際上能制造五軸工具機的廠商僅為少數(shù)，能成功制造出五軸工具機便代表該地區(qū)的工具機技術(shù)已達到更高的境界。簡而言之五軸工具機的制造是判斷一個地區(qū)工具機產(chǎn)業(yè)水平的主要指標。如今工研院團隊成功開發(fā)五軸工具機，代表臺灣工具機產(chǎn)業(yè)已能與其他先進地區(qū)并駕齊驅(qū)。
為協(xié)助產(chǎn)業(yè)提升水平，此科專計劃首重建立扎實的共通技術(shù)基礎(chǔ)，這些共同關(guān)鍵核心技術(shù)可分為兩大部分，分別為高精度機臺設(shè)計共通研發(fā)平臺及控制與軟件共通研發(fā)平臺。前者包含精密進給設(shè)計、兩軸旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計及精度穩(wěn)定結(jié)構(gòu)設(shè)計；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界面加值軟件等。
這些五軸工具機技術(shù)除了來自此工研院科專計劃外，項目團隊還為加入新世代五軸工具機研發(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)者遠赴德國，所學到的不僅是制作一臺五軸工具機所需的各種技術(shù)知識，甚至是觀念的徹底顛覆。新世代五軸工具機研發(fā)聯(lián)盟整合了臺灣工具機業(yè)界的六大主力業(yè)者，投入研發(fā)經(jīng)費約二點六億，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)出六款機型，帶領(lǐng)五軸工具機產(chǎn)業(yè)對準未來市場趨勢。
德國五軸工具機取經(jīng)之旅 顛覆思考方式
一般工具機業(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)盟前往德國學習，則是要了解高階五軸工具機的制作原理，也就是訣竅。談及此次德國學習之旅蘇興川深覺收獲良多，研發(fā)聯(lián)盟將此次的學習稱為五軸工具機鏡子項目，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習過程。此次德國學習之旅前后持續(xù)兩年之久，其間每次約停留兩星期，總計來回六次之多。
剛開始聽說要去德國大家很興奮，但實際情況卻是待了一星期就受不了，生活不習慣，但是大家還是堅持下去。從設(shè)計、分析、生產(chǎn)到驗證，經(jīng)過每個環(huán)節(jié)的徹底拆解及學習，最終的成果便是能靠一己之力完成機臺的制造。蘇興川并強調(diào)此次的收獲還在于學習德國人的思考方式，然而這過程非常不容易，雙方經(jīng)過許多磨合。
他舉例子說明臺灣人和德國人的觀念差異，同樣要制造一只杯子，臺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，他們會花三個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行討論。將這樣的思考過程放在工具機的制造上，就是必需反覆討論影響性能及精度的各個因素，針對各種設(shè)計進行評比后，再就最可行的方案進行仔細分析，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，所以在學習之旅初期，臺灣人員會質(zhì)疑德國人的做事步調(diào)太慢了，但是德國人仍然堅持必需扎實地走過前端作業(yè)的各個程序之后才實際動手。在臺灣人員耐住性子學習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間。
為了成就此次的五軸工具機鏡子項目，工研院項目團隊花了不少心思；必需透過各種管道尋求德國中小企業(yè)同意傳授技術(shù)知識及帶領(lǐng)實作。這是個不簡單的任務(wù)，因為德國工具機產(chǎn)業(yè)其實頗為封閉。蘇興川談及如何突破德國工具機業(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，看準此點項目團隊便以雙方合作可互蒙其利的角度出發(fā)，說服他們愿意將技術(shù)知識分享出來?？朔ㄇ爸米鳂I(yè)在內(nèi)的種種困難，新世代五軸工具機研發(fā)聯(lián)盟的六家業(yè)者最后皆成功開發(fā)驗證載具，完成五軸工具機鏡子項目。這些機臺分別是亞崴的高精度天車式五軸工具機、程泰的復合化多軸車銑加工機、臺中精機的動柱式銑車五軸工具機、永進的高精度兩軸直驅(qū)加工機、百德的動柱式車銑五軸工具機，以及大立的直驅(qū)式臥式五軸工具機。
五軸工具機價值高、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，附加價值相對較低，而這些五軸工具機技術(shù)的開發(fā)能協(xié)助業(yè)者擺脫價格競爭的困境。蘇興川強調(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)時間外，還有一個重要作用就是在聯(lián)盟成立之初就協(xié)調(diào)各家業(yè)者開發(fā)不同的機器，如此才不致于大家一窩蜂開發(fā)同樣的機器，如此難保在未來不會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，投入另一片藍海市場中。展望未來工研院團隊仍將積極建構(gòu)本地高階五軸工具機產(chǎn)業(yè)，帶領(lǐng)臺灣成為高階工具機供應(yīng)商之列，同步提升相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)競爭力，開啟工具機產(chǎn)業(yè)兆元產(chǎn)值新紀元。
五軸工具機組長蘇興川感言
主導臺灣六家領(lǐng)導廠商與德國公司合作，建立高階工具機研發(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。并以高階工具機技術(shù)帶動前十大工具機廠導入五大關(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力。主導臺灣工具機二十余家主力廠商新機種研發(fā)四十余種，也協(xié)助臺灣放電加工機從無到有，成為世界第三大慢走絲生產(chǎn)基地生產(chǎn)國。藉由機械準確性共通基礎(chǔ)技術(shù)推動，將工具機精度由微米提升至次微米，是推動工具機產(chǎn)業(yè)邁向智慧化的主導者及整合者、工具機產(chǎn)值倍增及百億級旗艦廠的推手。團隊很慶幸能加入工具機這個溫暖有活力的產(chǎn)業(yè)，價值來自持續(xù)的深化，獲獎靠團隊努力，解決次微米加工機研發(fā)、控制器壟斷問題。
版權(quán)聲明：工控網(wǎng)轉(zhuǎn)載作品均注明出處，本網(wǎng)未注明出處和轉(zhuǎn)載的，是出于傳遞更多信息之目的，并不意味 著贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性。如轉(zhuǎn)載作品侵犯作者署名權(quán)，或有其他諸如版權(quán)、肖像權(quán)、知識產(chǎn)權(quán)等方面的傷害，并非本網(wǎng)故意為之，在接到相關(guān)權(quán)利人通知后將立即加以更正。聯(lián)系電話：0571－87774297。
