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2003年工具机『研发创新产品』竞赛

2003年工具机研发创新产品竞赛全体评审委员
萧庭郎, 陈英俊、 许觉良,张灿辉 …等

台湾区机器工业同业公会
展览组组长 杨广立
2002年10月8日

中断一届后『 2003年台北国际工具机展览会』再度举办『研究发展创新产品竞赛』,赞助单位为『财团法人工具机发展基金会』,虽只是间隔四年 ,国产工具机的主力市场已由欧美转移至中国大陆。本届参赛作品的特色分别是:多轴化、高精度、差异化 。国内工具机厂家拟以技术差距摆脱中国大陆厂家尾随的企图心明显可见。

 

特优奖夺魁者为亚崴『 LG CNC动柱式龙门型立式加工中心』,不盲从日本厂家畅销机型,拥有多项专利,具备最高比率附加价值为本机脱颖而出的主要因素。亚崴厂址位于新埔 ,在人才的竞争上,紧邻新竹科学园区备感压力,关键零组件的来源远在台中,在地缘上居于劣势 ,所以在机型的选择上无法以C型立式综合加工机与台中地区厂家竞争,主打差异化是唯一可行之道 。此次参赛机型以高架式动柱结构解决切屑排放的困扰,辅以轴向双导螺杆、双伺服马达同步驱动进给系统、主轴附加头自动交换系统等多项专利以保竞争优势 ,首开冷门机型夺得特优奖的先例。台中也有多家厂家产制龙门型立式加工中心机 ,但在主轴附加头的样式齐备上仍无法与亚崴一争短长,竞争优势不仅在机型本体,可供选配附件的完整性也是重要影响因素 。此次竞赛亚崴能以冷门机型夺魁,也显示了评审们期望国内厂家不要盲从日本厂家畅销机型的殷切期盼。

 

综合加工机优等奖得主为百德『 MV204 ⅡU五轴立式加工中心机』,百德为工具机业新秀,主力班底出自丽伟,产品全数销欧,机台价位高居全国之冠 。参赛机台性能表现优异,主轴刚性高达400N/μm,遥遥领先国内各厂,三轴加速能力均达0.7G。S45C钢材切削能力576cc/min ,主轴最大扭矩350N-m,也都是国内30kw机台之冠。配附双轴旋转工作台,具有五轴及五面切削的功能 ,也将机台由泛用功能提升到专用的层次。本机重要模组均采用国外专业厂家产品,如主轴与德国SKF公司合作生产 ,两轴旋转工作台出自日本松本机械,显露为塑造机台价位所下的功夫。

 

综合加工机佳作奖得主为永进『 FP66A立式综合加工机』,以3C产业模具加工为目标的本款机台,是本届参赛机台中曲面轮廓加工精度、表面粗度实切性能表现最佳的机台 ,只可惜机台架构与日本知名厂家畅销机型相近,不尽符合竞赛之『创新』诉求,否则在名次上应会有更佳收获 。16,000rpm复合式直结主轴采用油气润滑,另有20,000rpm与26,000rpm选配规格,浮动打刀机构设计,并采用油冷却循环温控系统 。三轴进给系统采用直结传动设计,导轨采用滚柱型线性滑轨,以提升刚性与阻尼特性。为提升轮廓加工精度 ,采用0.1μm高解析运动模组十差速同动精度控制。综观本机规格与实切表现,应可在光电产业的模具加工需求上有所斩获。

 

综合加工机佳作奖另一得主为协鸿『 VMC-2100立式五轴综合加工中心机』一部充分发挥内藏式马达优点于最适切部位的专用型工具机。航太工业专用的五轴加工机 ,为因应机翼曲面面积宽广的加工需求,需将?转轴配置于主轴头上,而非工作?。主轴的动力传递以及角度调整 ,需采用一连串串联的伞齿轮,所以主轴头的传动机构与定位机构,层层叠叠极为繁复。主轴改用内藏式马达以后 ,动力的传递只需一把电线凌空接过去,伞齿轮的数量减掉一半,只剩调整主轴角度的需求。传动机构大为简化 ,主轴转数大幅提高,A、B两轴偏摆角度也可从30度提高到35度,一举三得效益宏大,为本届参赛机台中最具创意的范本。

 

NC车床优等?得主为程泰『GTS-150MMX双主轴双刀塔复合化车削中心』以首台达成量产实绩的复合化车削中心与拥有专利的自制动力刀塔赢得NC车床类首奖 。工件一次设定后,所有加工制程包括车、铣、钻、攻牙全部完工,并以工件接收器自动送出 。工件右端面加工完毕时,两边主轴的同步转速控制可轻易达成工件换端夹持,再进行左端之第二工程加工 。除了机台本体外,并配附完整的自动化周边设备,如自动刀具校正器、工件接收器、自动进料系统、自动上下料系统 、切屑自动排除器等,均整合于机台控制系统中,以达成全面加工自动化。精度实绩上,真圆度一般可达2μm ;主轴Cf轴控制可确保铣削轮廓加工精度达0.01 o 。为达到全自动加工的品质保证,配附有车削负荷监测系统,可提供刀具异常警告 。除ISO-9001品保制度外,并通过CE与EMC认证,以便进攻欧美地区市场。

 

NC车床佳作奖得主为台中精机『VTⅡ-26YBCV车铣复合车床』 ,全国首台动力伺服刀塔具备X、Y、Z三方向移动功能,且能执行正向、背向加工的车铣复合车床 。正主轴、副主轴具有同步转速控制以防工件换端夹持时刮伤表面,Y轴行程(刀塔上下移动)则可延伸扩张需加铣削 、钻孔工件范围,内藏式主轴配附二段式变速也扩大了适用加工范围。配附18i-T控制器,处理速度比O系列快20倍 。双Cs轴设计、侧边、背面皆可行车、铣、钻加工。工件捕捉器、刀具量测、门型机械手均可选配加装 ,为目前国产NC车床中功能最齐备之产品。

 

NC车床佳作奖另一得主为远东 『WHL-55铝轮圈加工机』,一部专用型NC车床,已有三项专利申请中-直接传动主轴装置、免油压伺服刀塔与简化切削液导水环 。工作夹持与松脱采用主轴马达加盘簧辅助的创新机构,不受停电或油压故障的影响,确保安全性 。控制器配附『奈米插值』功能,与直接传动主轴装置搭配,消除传动齿轮或时规皮带等可能的震动源,以加工出精细光亮的表面 ,省却传统抛光及电镀工程。整部机械完全免除油压装置,无漏油污染顾虑。现场展示的铝轮圈加工面宛如镜面 ,予人印象深刻。

 

本届『研究发展创新产品』竞赛评选过程中,有二项评选委员们的共识是历届未刻意强调的:

 

˙ 鉴于国际上日益重视智慧财产权,参赛机台中获有专利的,应予加分。
˙ 展览会现场未能实切展示的,予以扣分。

 

就评选结果观之,此二项决议对竞赛结果有相当大程度的影响。

参赛作品中竞争最激烈的为龙门式综合加工机 ,共有六家参赛作品,而且各有所长,难分高低。外观造型上最抢眼的,为友嘉 B-1000高速龙门综合加工机 ;在温升热变形抑制对策最具创意的,为大立PT-128龙门综合加工机;在整机结构各部温升抑制对策最完整的 ,为高明KMC-1800DV机体同温综合加工中心机。最后终由永进的『FP66A立式综合加工机』以细致光滑曲面的加工样品胜出。

 

在 NC车床中有两部参赛作品让我们很难作取舍的 ,一是台湾泷泽的『EX-508双主轴车铣复合机』,一部非常平实、切削出来的工件表面光度非常漂亮光滑的参赛机台 。性能非常好,但是没有任何专利,我们也相信这部车床将会有很好的销售成绩,但从『创新』的角度来评审时 ,我们无法将它的排名拉前到足以得奖的名次,确是遗珠之憾。

另一部是功能规格太过超前,为所有参赛作品中最高档 ,而尚未有销售实绩的永进『 YCM-MT200S高精度多轴化车铣复合加工机』,?聚了高精度、高速高效能 、复合化、系统整合等多项综合性特色于一身,是国产工具机中最高档最顶级的产品。『这么前瞻的产品是不是推得出去?』 是众评审们的顾虑。几经讨论,难以议决,最后较保守较?当的意见占上风,本机遭排除,将来它若真能热卖, 所有评审都需承担『有眼无珠』的非难无以卸责。

 

综观此次参赛厂家与机型,无论机台精度性能或是外观造型, 都比四年前有相当大幅度的进步。但当零组件标准化的倾向日益明显时,工具机厂家能够发挥的空间势必遭受相当大程度的挤压。 每年都有新设小厂陆续加入竞争,大陆厂家的水准也会日益提升,当国产工具机的主力市场超过半数都在中国大陆时, 单靠功能与精度的提升必将面临日益激烈的价格竞争。所有厂家都需努力在差异化方向寻找自身的发挥空间 。此次竞赛的参与厂家虽已涵括了国内各大厂家,但仍有少数独具特色的中小厂家并未参与竞逐, 希望下届的竞赛能有更多机种类别能够涵括进来,也希望能够吸引更多的厂家参与这个以研发创新为主旨的公开竞赛 ,以促进提升国产工具机的整体水准。

 

综观此次参赛厂家与机型,无论机台精度性能或是外观造型 ,都比四年前有相当大幅度的进步。但当零组件标准化的倾向日益明显时,工具机厂家能够发挥的空间势必遭受相当大程度的挤压 。每年都有新设小厂陆续加入竞争,大陆厂家的水准也会日益提升,当国产工具机的主力市场超过半数都在中国大陆时, 单靠功能与精度的提升必将面临日益激烈的价格竞争。所有厂家都需努力在差异化方向寻找自身的发挥空间。 此次竞赛的参与厂家虽已涵括了国内各大厂家,但仍有少数独具特色的中小厂家并未参与竞逐, 希望下届的竞赛能有更多机种类别能够涵括进来,也希望能够吸引更多的厂家参与这个以研发创新为主旨的公开竞赛, 以促进提升国产工具机的整体水准。也希望能够吸引更多的厂家参与这个以研发创新为主旨的公开竞赛, 以促进提升国产工具机的整体水准。以促进提升国产工具机的整体水准。

 

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