HOME
 

機械資訊 588

齒輪製造業的回顧、現況與展望
文 / 陳士端
齒輪製造專業委員會 召集人
陸聯精密股份有限公司 總經理

一、 產業概況

臺灣的齒輪產業大概可以歸類為精密機械齒輪、車輛用齒輪、減速機齒輪、精細的小齒輪與大型齒輪等五大類。

精密機械齒輪主要供應對象為工具機、紡織機械、印刷機械、橡塑膠機械、流體泵等,重要關鍵設備為摩齒機,精度常要求JIS 1或0級,甚至更高。代表的廠商有大不同、台穩、僑星、六星等。

車輛齒輪主要供應對象為汽車、機車、農業機械、以及代步車等;主要加工設備為滾齒機、刮齒機、刨齒機,屬於中大量生產型態,自動化需求高,也是產值較高的一群,代表廠商有和大、全宏、倉佑、華鏞、介隆興與新恆等。

減速機的主要產品為蝸輪減速機與齒輪馬達減速機等,用途非常廣泛,凡是各行各業的機器設備都會用到。其部份供應國內市場需求外,大都以外銷為主,因此品牌與行銷管道在此行業相當重要,也是齒輪業界中唯一成租產品銷售且擁有自己品牌者,代表業有臺灣工機、利茗、仁武機械、晃益等。主要設備除了滾齒機以外,就是銑牙機與蝸桿磨床。此外,協力廠的組成,零組件的庫存與組裝的管理也是此行業的一大特色。

精細的小型齒輪是指大概以模數1.0以下的齒輪,此類齒輪大部份材料僅有調質,較少硬化,但是驅動的齒輪軸齒數少,對噪音又特別講究,所以精密的滾齒程序的速度與品質要求較高,常採用等級高的碳化鎢滾齒刀與德國國瑞士製的高速滾齒機,代表廠商有台灣精銳、睦茗等。

大型齒輪業是指可以製作直徑一公尺以上的齒輪廠,如台塑重工齒輪廠、金豐機械、久大、尚和等,這種齒輪除了滾齒或銑齒以外,熱處理硬化後,往往須要再精加工,以達到精度與壽命要求的條件。故重要的加工設備多來自德國的單片砂輪式的大型磨齒機與可硬質滾齒(SKIVING)的滾齒機。此類大型齒輪多用於石化、採研、水泥、船舶、蔗糖、鋼鐵等工廠的機械。

齒輪業就是在此五類產品領域中發展,憑著一股敬業的熱忱和毅力,大多從個人創業,乃至形成家庭工業形態的中小型企業,至今已衛成大小齒輪廠超過百家的規模,在機械業的產業結構上,成為非常堅實的一環。不僅可充分供應品質優良的齒輪零組件予各式各樣的機械,使臺灣製的工具機、產業機械、機車、電動工具等,在世界市場上佔有一席之地。而且齒輪零組件本身也由原先進口國演變成出口國,行銷至歐、美、日等工業先進國家,這種成就已另世人刮目相看了。

二、 歷程回顧

臺灣齒輪產業發展歷程大約可分為四個階段,首先是民國六十八年以前,可謂是草創的黑手時期,憑著師徒傳承技藝,以簡陋的機具,製造齒輪供應設備與車輛的維修市場,以及農業機械組裝所需的齒輪;因此,進步緩慢,不見較具規模的企業形態。民國六十八年是齒輪工業的重要轉捩點,有台灣塑膠公司機械事業部投資設置齒輪廠,以及政府成立影響甚巨的科技專案交工業技術研究院執行,如精密齒輪計畫與精密工具機計畫的開始運作,以及工業局與中小企業處分別針對業者的技術與經營管理升級上加以輔導,並在設備投資上予以融資優惠。一時之間,政與民間的財力、物力、人力大舉投入,全國於10年之間,引進大量的歐美日製的齒輪加工設備與技術,頓時產業水準呈跳躍式的進步。

第三階段是自民國八十年起,大陸機車市場興起,產業由少量多樣生產型態,步入自動化大量生產的領域,原本年營業額超過新台幣一億元的齒輪廠寥寥無幾,但此時期年營業額達五億元以上者,已不稀奇了,進入百家爭鳴的全盛時期。但是隨著大陸機車零組件自製率的提高,機車齒輪也大多數移至大陸生產;雖然台商亦想移至當地生產,以延續此種量產業務,但品質技術難以有明顯差距,故而競爭過劇,至今仍鮮有能順利立足而大展鴻圖者。唯有大同齒輪於昆山設立精密齒輪廠,購置新型歐日齒輪加工與檢測設備,製造精密減速機齒輪,供應外資企業,因此能與大陸當地齒輪業者區隔,算是較為成功者。

由於失去大量外銷機車齒輪至大陸的舞台,齒輪業者乃努力轉型,開發歐美日等先進國家的汽機車市場。雖然困難重重,但經過近20年的快速發展,臺灣齒輪業已非昔日吳下阿蒙,體質已足以在國際市場,與歐美日等先進國家的產品競爭。渡過了4~5年的低潮期,努力總是沒白費,漸次找到可以發揮的舞台。除了北美的汽車維修市場外,甚至還有業者通過嚴苛的品質認證,取得資格替世界知名汽機車公司代工生產齒輪零組件,成為合格供應商;可謂失之東隅,收之桑榆。接著近期的民國90年以來,齒輪業除了專注於汽、機車這種中大生產型態以外,代步車、沙灘車、精密小型減速機等產品的齒輪,也吸引多數業者投入,但觀念上一改過去習於滾齒、刨齒、與刮齒等齒輪切削的加工機器,大都由日本進口的習性,改由德國和瑞士進口最新高速機種,並有部份採用碳化鎢滾刀,以提升切削效率與品質,增強競爭力。這個時期,齒輪精度等級已不再是業者追求的主要目標了,速率、品質穩定、管理績效、傳動組件成品的開發設計能力,已然是業者視為競爭的必要利器。

經此四階段的發展,臺灣的精密齒輪工業,由最早仰賴進口,到自給自足,出口到中國大陸市場,直至現今能外銷至工業先進的歐美日等國家,其實力的進步已不可同日而語了。

三、 發展現況

美國齒輪製造協會(AGMA)於1990年代,曾對全球齒輪工業與市場狀況,做了一番調查,報告中對臺灣的齒輪工業發展的論述提到;這是全球僅有較為特殊政府有計畫輔導,而造就一項產業成功的實例。這份報告已是十幾年前的資訊,但政府這樣的輔導計畫,至今仍深深影響齒輪業的發展,而齒輪業者能捐棄一己之私,團結合作為整體產業的進步,貢獻力量,更是其他產業難以望其項背,無怪乎產業雖小,卻可得到政府的鼎力相助。舉例來說,如「齒輪電腦輔助設計軟體」是由大同齒輪、久大、新恆、晉輝、青年、台灣工機、成裕等十四家共同參與,由經濟部工業局委託工業技術研究院機械工業研究所專案研發而成。此項設計軟體大大提升齒輪業者產品開發的能力,這是一般中小企業很難獨力去建立的。有了這項電腦設計軟體,齒輪業者可以很迅速且精準的計算出客戶所欲委託製造的齒輪的所需數據,因此造就出無數的業務機會。

另一項典型的例子,即是「特殊齒輪刀具技術移轉計畫」,也是由經濟部委託工業技術研究院執行的技術引進專案計畫,且進一步由全宏、僑星、台灣工機、久大等六家業者參與投資成立「陸聯精密股份有限司」,承接技術移轉,專業生產齒輪刀具供應齒輪業者需求。在此之前,加工齒輪所需的刀具絕大多數仰賴進口,不僅交期長,價格高,而且溝通困難,經常購得不適用的刀具,延誤商機。有了齒輪刀具自製能力之後,除了有效降低刀具的購買成本以外,更強化了開發新產品的實力。尤其在轉型成外銷形態產業的關鍵時刻,這是一項非常重要的成功因素。臺灣齒輪業者能摒棄同行相忌的成見,團結合作,以升整體產業的國際競爭力,由以上二項實例可見一斑。

臺灣齒輪產業發展過程,可謂是典型的產官學研合作成功的事例。在前述的產官研(產業、政府、研究機構)以外,其實學校亦扮演相當重要的角色,不僅為企業培養工程技術人才,在學術研究的成就也頗為顯著。這方面首推蔡忠杓教授,以及其博士學生中正大學的馮展華教授與虎尾技術學院的張信良教授等。因為他們在齒輪傳動原理上的研究努力,深化了齒輪技術的理論基礎,增強了齒輪產業在國際舞台施展的實力。

再者,近年來由於中國大陸經濟堀起的影響,臺灣齒輪產業若僅停留在加工的層次,難免面臨淘汰的壓力。因此業者於研發精密齒輪傳動產品,也迭有新進展,如電梯用減速機、精密分度的旋轉工作台、伺服變速器、代步車的高減速比齒輪箱、沙灘車傳動系統、以及手自排變速箱等,這些新產品將引領齒輪產業邁向新紀元。

另一方面,產製齒輪加工機器上也開始萌芽興起中,過去臺灣產製的齒輪加工機多為傳統機械型式,如滾齒機、滾齒刀磨銳機等,因與進口機器層次相差太大,業者較少採用,而難以成長。近年來國內電腦數控(CNC)工具機產業蓬勃發展,產業結構與技術居國際領先群之中,因此國產CNC滾齒機、CNC刮齒機、CNC齒輪刀具磨銳機、CNC蝸桿磨床相繼推出,使得臺灣齒輪產業結構益形完整,未來勢必會發展成為世界上齒輪生產重鎮。

四、 未來展望

雖然,在許多新型的機器設備中,齒輪的使用量有逐漸減少的趨勢,但是因應新能源、省能源、高精度、高速度的新世代的需求,齒輪傳動機構的應用場合,卻是與日俱增。特別是石油因需失衡,價格節節上升之際,新能源與省能源的方法的研發,將越來越迫切。因此諸如風力發電的齒輪增速機、較省油的手自排變速箱等都可能在未來成為主流的產品。另外,如高速比齒輪箱、計量齒輪泵、高負荷蝸輪減速機或儀器級的分度盤等高精度產品也值得業者投入發展。

在齒輪機器設備方面的研發,將來也會有較令人刮目相看的進展,國科會現在正委託中正大學研究開發中的全數控戟齒輪創成機,此機器若是研發完成的投產,不僅將是亞洲第一,其發展過程所衍生的技術與培訓的人才,也會為臺灣齒輪業注入新的活力。

五、 結語

臺灣齒輪產業在前輩們蓽路藍縷的開拓之下,倍極艱辛一步一腳印逐步邁進,才達到今日的規模,尤其是有臺灣區機器工業同業公會齒輪專業委員會推動整合協調的工作,提供業者市場與技術資訊,積極向政府爭取專案研發預算等功效卓越。歷任召集人甘台灣塑膠公司的黃召集人衍章、久大齒輪公司徐召集人英峰、大同齒輪公司許召集人金城等的苦心經營,號召團結合作,完成多項專案計畫,使同業間可以利益共享,資訊互通,成就如此具有噞際競爭力的產業。更有甚者,前召集人久大齒輪徐英峰總經理,已年邁七十,仍親自前往遙遠的北歐拓展業務,而病逝異域,令人哀悼不已。也印證中小企業型式的臺灣齒輪業,如何開拓海外市場的拼鬥精神,令人敬佩。

雖然在前人的努力下已建立厚實的基礎,但面對全球化的浪潮與資訊網路興起的新世代,齒輪業者應不僅是在新式的硬體設備上投資,更應於工程人才的培訓與電腦管理行銷系統的佈建等軟體上深耕。以有能力創造新產品及提供客戶滿意的服務,提升產業的層次,如此才能拉大與中國大陸和東南亞等新興國家的差距,也才有機會與歐美日等技術先進國家並駕齊驅。

Back
電話: 886-2-23494666 ‧ 傳真: 886-2-23813711 ‧ 電子信箱: tami@tami.org.tw ‧ 會址 : 100 台北市懷寧街 110 號
版權所有 © 2004-2023 臺灣機械工業同業公會