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中正大學智慧化齒輪機 擁低價高效優勢

齒輪機過去一直被歸類在工具機中,不過兩者的應用與特性完全不同,前者主要應用於各類型傳動元件,工具機則是以研磨切削為主。

台灣是全球工具機重鎮,大小型廠商為數眾多,不過在齒輪機領域的投入一直不高,因此長期受制於國外大廠,由中正大學教授同時也是第一期價創的計畫主持人劉德騏博士所組成的前瞻傳動科技團隊,透過長期在齒輪機的研發成果,以虛實整合的智慧機械概念,設計出「F280六軸同動螺旋傘齒輪加工機」,可將過去為德、美兩大廠的壟斷局面一改為三足鼎立之勢。

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國立中正大學前瞻製造系統頂尖研究中心主任劉德騏表示,該團隊自行研發的戟齒輪加工機,成效卓越、價格極具競爭力,有望一改過去歐美大廠壟斷局面,勇攀世界技術高峰。攝影/科技部產學研鏈結中心提供

中正大學在精密機械的研發已有多年,現任校長馮展華在齒輪機的研究更已超過20年,雖然技術卓越,不過過去學校單位多僅止於研究計畫階段,直到2017年科技部啟動價創計畫,才開啟中正大學齒輪技術商品化的契機。

劉德騏指出,以研磨切削為主的工具機,目前市場上都有現成的套裝切削軟體,製造商再依本身需求挑選適合的附加功能,組裝成合適架構,不過齒輪機的軟體都需由製造商自行開發,由此也可看出目前廠商痛點,也因此能夠提供軟體,就可成為此一領域的贏家。

由於擁有軟硬體技術,國外大廠的齒輪機售價昂貴,其硬體機器的價格高達新台幣3,000萬∼4,000萬元,再加上另售的1,000萬元軟體,對中型企業來說已難負荷,而前瞻傳動科技的「F280六軸同動螺旋傘齒輪加工機」,相較於國外大廠的齒輪機,前瞻傳動科技的齒輪機,不但價位僅需國外大廠的一半,且目前所通過的各項測試,成效都不輸國外設備。

前瞻傳動科技是100%的MIT產品,其設計圖、有限元素分析等軟硬體都由劉德騏博士與林清源共同開發,軟體則由馮展華校長的團隊所完成,劉德騏指出,此一機台包含了齒輪雙面雙切削工法、直立式機台設計、智慧化數控路徑、適應性切削力、虛擬實體整合系統等關鍵技術,其虛實整合軟體則可透過機聯網的建立,即時偵測設備狀態,並累積為大數據,提供上層雲端平台分析應用。

除了既有搭配的軟硬體架構外,企業也可另外選購由馮展華校長所設計的Digital twin(數位雙生)平台與健康診斷,Digital twin平台是在加工前先以軟體模擬實際加工的狀態,確認後再由機台實作。健康診斷則是偵測設備溫度與震動,並與存放在分析平台的機台原始正確資料比對,隨時校正設備零組件。

對於虛實整合,劉德騏指出現在多數智慧機械仍難達到此願景,原因在於軟硬體兩端的系統皆是外購,在未能充分掌握設備設計概念的態勢下,難以得知運作時各項數據的意義,要再更上一步延伸出虛實整合功能,失敗率非常高,而這前瞻傳動科技的齒輪機,無論軟硬體都由自己掌握,因此無論是機台的健康預診或虛擬加工的Digital Twin功能,都能緊貼機台設計,讓成效最佳化。

前瞻傳動科技的齒輪機是實用性相當高的智慧機械,其募資也相當順利,劉德騏表示,近年來電動車成為全球趨勢,而電動車對於齒輪等傳動元件的品質需求非常高,因此前瞻傳動科技的成果廣受業界注目,至於行銷曝光,劉德騏指出機械產業相當注重口碑,因此該公司將專注於產品研發,並協助客戶解決問題的口碑策略行銷市場,藉此建立市場的信賴度,並持續提供完善品質與優質服務。

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