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中正大學智慧型切齒機助攻台廠搶訂單

中正大學前瞻製造系統頂尖研究中心主任劉德騏強調,台灣擁有世界一流的工廠管理系統,故從開始製作齒輪機、直至出貨的週期,保守估計壓縮在半年內,較歐美大廠的生產週期減少一半以上。

以往各界談論智慧機械時,總是聚焦在工具機,但還有其他更有利可圖的創新突破點、值得台灣耕耘,齒輪機便是一例,而國立中正大學前瞻製造系統頂尖研究中心發展的「F280六軸同動螺旋傘齒輪加工機」就是絕佳範例。

中正大學前瞻製造系統頂尖研究中心主任劉德騏說,該中心長期專注研發先進傳動科技與精密齒輪生產設備,兩年多前以「智慧製造虛實系統整合技術--五軸數控重切削戟齒輪加工機開發」為題目,申請科技部新型態產學研鏈結計畫獲准,於今(2019)年4月執行完畢,產出F280切齒機研發成果。

劉德騏表示,該校研究機密機械至今已長達25年,研發能量從期初的元件,逐步擴展為控制軟體、控制系統直到整機。幾年前有感於齒輪機這門老技術,長期掌握在德、美大廠手上,台廠須付出昂貴代價取得相關軟硬體,但展望今後電動車成為大勢所趨,從過去的引擎驅動轉為馬達驅動,然而傳動系統中有許多齒輪恐發出莫大噪音,需以高嚙合精度的齒輪來消弭噪音;因此台灣欲佈局電動車商機,必須培養高精密齒輪機的發展能力,不宜繼續仰人鼻息,故選定以齒輪機做為創新研發題目。

以往業主欲產生G-code、引導CNC工具機執行切削,可直接套用許多商用軟體,難度不高;反觀能針對齒輪機產出G-code的商用軟體卻付諸闕如,因此業主只能委託齒輪機廠商客製化開發切削軟體,不僅所費不貲、且需等待一年才能取得成品。然而這些技術若掌握在國人之手,情況就大不相同。

以中正大學發展的「傘輪機加工專用軟體」而論,最大可支援280mm工件外徑、0~60度旋轉角、6~180個齒輪數,及1:1到1:10的傳動比,用戶可根據自身需求,在支援範圍內靈活下參數,即能達到預設切削目標。有的車銑複合機廠商宣稱自己的產品很厲害,可利用工具機加工概念切出齒輸,但切完一個齒輸可能耗費1小時,採用齒輪機則5分鐘內可搞定。

值得一提,中正大學校長馮展華人稱「齒輪王」,掌握許多獨到技術,可利用誤差補償方法巧妙提升齒面嚙合密度,因此經量測F280切齒機展現的切削精度與歐美大廠不相上下,且整體花費成本至少便宜一半,等待取貨的時間也從一年減為半年。

「五軸數控重切削戟齒輪加工機開發計畫」團隊當中的財團法人代表工研院、精密機械研究發展中心,已根據研發成果設立前瞻傳動科技公司,未來除致力推廣F280切齒機外、亦將開發S280磨輪機,形成完整解決方案,協助台廠快速打造高精密齒輪、搶佔電動車蓬勃商機。


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