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从半导体到iPhone生产都少不了的传动元件 上银日本工具机展秀AI智能滚珠螺杆

上银科技在2018 JIMTOF展出智能滚珠螺杆。廖家宜

日本国际工具机展(JIMTOF)每两年举办一次,视为国际工具机产业重大展会,今年预计将吸引超过15万人次观展。此次台湾参展厂商数量亦创下新高,其中上银科技展出自主开发,具备AI诊断功能的智能型滚珠螺杆也成为展场焦点之一,而上银也是全球工具机零组件制造商中,第一个开发出智能型滚珠螺杆的厂商。这项从半导体到电子产品生产设备都少不了的传动元件,更是智能制造成功的隐形关键。

滚珠螺杆是工具机组成中的一项关键零组件,主要负责机械的传动与精度定位,工具机中每一轴的移动,都需要靠滚珠螺杆来控制。事实上,机械传动不只工具机所需,所有高精度的设备如半导体、面板产业的生产设备,甚至用来生产iPhone的机台设备,或高精密仪器如医学用X光机等等,其传动元件也都是使用滚珠螺杆。

机械产业朝向智能化发展,从零组件开始就是一门学问。上银自主开发智能型滚珠螺杆,系利用传感器侦测螺杆之各项物理讯号,并透过IPC内建AI分析模块,可自动侦测包括螺杆寿命、异常振动、变频润滑以及温升诊断等四种功能,并将诊断信息透过云端平台可视化,即能远程同时监控多台机械设备。

象是透过传感器侦测,在预知螺杆使用寿命的情况下,业者可藉由科学数据而非经验法则来判断是否需提前备料,倘若等待临时停机再进行更换,将可能造成更重大的损失。而机械设备的运行定伴随振动的产生,因此从振动讯号判断可窥知机台运转是否处于正常,藉由智能型滚珠螺杆的自动侦测,一旦感知振动讯号异常便可实时达到通报,并让机台及早进行检修,以避免使用故障机器持续加工,造成不良率的异常升高。

而滚珠螺杆在作动时,也必须具有足够的润滑油,否则金属长期接触会导致摩擦与磨耗的增加,造成故障或是寿命缩短。但过去工具机业者都是采用定时定量的方式进行补充,然上银在考量环保永续的概念下,也利用自身对滚珠螺杆的专业知识,让系统能够根据不同业者的使用状态,自动判别螺杆需要补油的时间点,透过变频润滑机制使其在作业上更具弹性化,并透过平台上的数据统计,业者还能清楚掌握总共节省多少油耗成本。

此外,工具机由于作动关系,在机械运转时会产生大量热能,因其所产生的定位误差会进而影响加工质量,因此对于业者来说,将温度控制在固定范围内非常重要。但由于螺杆属于主动元件,一旦出现温升现象就会影响每一轴的移动精度,因此上银也在智能型滚珠螺杆的应用中加入温升侦测,可实时量测温度变化并提出异常警示,协助制造业者将其控制在稳定的温度范围内,以维持加工精度的准确。

上银表示,目前其针对滚珠螺杆所开发的智能侦测系统已可跟国内众多机台品牌对接,并透过上银自主开发的云端平台管理,可达到远程同时监控多台机械设备。根据上银董事长卓永财表示,该智能型滚珠螺杆预计明年就可望正式商业化量产。

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