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欧系传动元件掌握研发优势 融入智慧化系统整合
 

【作者: 陳念舜】2019年09月11日 星期三

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有别於台湾传动元件厂商优点,在於可针对代工业客户为了节省制程成本,而提供可高度弹性应用的模组化、客制化系统整合能力。欧系传动元件厂商则藉由长久累积的研发实力,掌握关键材料特性,适用严苛环境;进而融入智慧化科技,得以管控产品全寿命周期成本。


位於德国科隆的igus公司身为欧系传动元件大厂,多年来始终致力於开发高动态传动元件技术,包含乾式轴承、耐挠曲电缆线、保护拖链系统等元件持续推陈出新。虽然传动元件在整体机械产业看来并不显眼,除非是设备停机了才会发现。


但到了现今工业4.0智慧机械年代,确保工厂内部线缆安全就像维持人体输送血液、氧气的血管通畅一样重要,以维持生产线上移载装置、机台运行顺畅,才能有效提升制造工艺及生产作业的稳定性;进而透过预测性维护增加工厂正常执行时间,来确保制程不中断,并提升效率。


即便如生产保护拖链所需的塑胶成型技术各国都有,国内外品牌众多,惟若产品品质、材料不隹,既可能影响加工,耐用度也会受质疑;且各家使用者对於价格的定义也有不同,igus相信只要品质够好,终会被看见。


善用智能工程塑胶特性 藉测试掌握品质与使用寿命

目前不仅善用所掌握智能工程塑胶的特性,扮演各领域不停机的守护者,还能依使用者在不同环境条件下应用的需求,添加特殊复合材质。例如曾经推出免上油的自润轴承,便是利用自主开发的材料於棒材上形成薄膜,以发挥自润效果,减少粉尘或磨耗心轴。至今已分别在传产重工业、工具机、自动化等产业发挥效果,甚至还提供可将三者整合的解决方案,直接加入现场机台,省下大量组装时间与成本。


且每年推陈出新产品,也都会先在该公司约占地3,800m2实验室内将igus产品置入移动载具上实际运行检验,以及每年约进行20亿次电缆循环测试验证,并将结果纳入免费提供的使用寿命计算器里,得以精准预测可在客户机器上可靠运行的工作时间。也因为在测试过程中搜集相当多资料,足以让客户在官网上选型,甚至通过动态展示线缆配置,广受面板业客户欢迎,反而会主动要求设备厂商采用igus产品,才能在有限空间里经过Digitwins预先配置、选型,缩减事後查修及安装时间,延长使用寿命,现也在各展览场合提供VR装置,让潜在使用者身历其境,体验位於科隆的智慧工厂内部配置。


2016年还发表i-Sense模组,可将附有RFID通讯晶片的感测器内嵌於自家所有产品上,一旦达到预设磨耗程度,就会自动警示停机、通知维修人员、更换模组等。可藉着i-Sense侦测系统不断每次更新使用寿命,都会考虑应用程序目前运行的环境条件,为客户提供额外保障;并通过机器学习和持续改进,获得有关实际上单独使用解决方案耐久性的精确讯息,不仅可在机器控制系统的萤幕上检视,还能选择与接igus伺服器连网後,一旦出现意外操作状态或即将进行维护时,透过SMS简讯或e-mail提供相关详细资讯,甚至可自动下单订购备品,或联络外部维修团队。



图1 : Igus在2016年发表的i-Sense模组,可将附有感测器内嵌於自家所有产品上,一旦达到预设磨耗程度,就会自动警示停机、通知维修人员、更换模组等。(source:igus)
图1 : Igus在2016年发表的i-Sense模组,可将附有感测器内嵌於自家所有产品上,一旦达到预设磨耗程度,就会自动警示停机、通知维修人员、更换模组等。(source:igus)

igus认为,进入工业4.0时代的维护工作系指包含规范的明确改变,不再只是人员依固定间隔时间执行保养维护,或只在失误或故障时反应。所谓的「预测性防护(predictive maintenance)」应能持续监控工具机状态,且只有在真正需要时再进行维修或更换,以精确计划维护工作;同时因为监测状态,也能减少意外停机并降低故障成本。


例如利用该公司耐磨工程塑胶所制成的先进智能塑料等相关产品,就能在其感测器监控塑料解决方案纳入自主开发的多款能量传输保护拖链、电缆、线性导轨、滑动和??转轴承的传感器和监控模组,可用来监测拖链或销/孔连接处受磨损、破坏,或施加推/拉力的程度,并提前示警;进而通过数位化监控其状态来延长使用寿命,使得工具机制造厂商和使用者能明显提高系统的可靠性,将精确规划维护的工作提升到一个全新水准,从而节省成本。



图2 : Igus近来也在各展览场合提供VR装置,让潜在使用者身历其境,体验位於科隆的智慧工厂内部设置。(source:igus)
图2 : Igus近来也在各展览场合提供VR装置,让潜在使用者身历其境,体验位於科隆的智慧工厂内部设置。(source:igus)

且由於让使用者自行决定模组连接及数据管理方式,得以在运行效率最大化和IT安全性之间取得平衡。既可依客户要求,在受环境限制下离线操作;也能在igus配置工具基础上,与该公司最新通讯模组(icom.plus)连网,更弹性灵活地整合数据资料,将感测器整合到客户自己的IT基础设施里,例如SCADA、MES等生产管理系统,或整个公司的线上云端解决方案;还能持续与igus云端资料比较使用寿命,得以最低故障风险,实现机器最长运行时间。


扩大在地服务能量 跨足多元领域应用


目前igus还在其他领域推动数位化,包含通过新开发的能量传输保护拖链专家,可以选择利用该公司150,000个能量传输保护拖链、1,300条以上高柔性电缆和超过4,200条驱动电缆,共同组合设计出预装配拖链系统。还有具有创新开放概念的E4Q拖链,可让使用者不用任何工具,就能在数秒钟内开启或关闭;且基於原有强壮的标准拖链E4.1改良,新系列将具有更长使用寿命和高度模组化特点。


值得一提的是,目前igus产品在各领域相关应用广泛,对於保护拖链而言,任何场合只要会用得到线缆就是商机。近几年来总公司的规模也不断扩充,台湾据点的人手越来越多,提供为客户减省维护时间、提升产能的解决方案。当拖链磨耗至寿命将届前就会预警以及时更新,降低停机检修时间与备品成本,特别适用於环境严苛、人力不足的3k产业。


因为可在户外、码头上承受高温、盐害、易腐蚀或异常断线,即使目前许多金属件已锈蚀,塑钢拖链仍在。目前已进入码头上负责搬运货柜的桥式起重机拖链系统达10年以上,不仅获得新加坡海关用於货柜码头,显示肯定其妥善率;也遍布台湾北中南港囗而达成高市占率,效能备受客户肯定。


台湾开天引进KTR研发资源 满足扩大应用领域


另一家专业研制及生产各类机械型联轴器等传动元件的德商KTR集团成立迄今已60年,但母公司TACKE集团其实已有125年历史,并在2008年在台成立分公司台湾开天传动科技公司。不仅提供多款设计规格大小不一的设备和使用寿命长短有别的解决方案,满足使用者对於经济实惠的要求;也盼善尽系统整合商的角色,提供让工业设备关节灵活运动的关键与後续售後服务,使得该公司联轴器遍布於各种需要传输马达旋转动力的场合。


包含通过相关验证後提供超级跑车的特殊波纹管联轴器,可用来连接电子驱动器与节流阀,承受约1000℃高温环境;沈阳华晨BMW引擎工厂也将该公司特殊磁性联轴器用於整厂输送产线,利用其无磨损及过载保护的特性,确保了700多部工业机器人稳定产出;E-bike电动脚踏车则采用其特殊T-PUR弹性体来吸收震动,再加上直驱(DD)马达来取代皮带。


KTR还在总公司设立了PTC(power transmission center)传动研究中心,期盼藉此实验、研究所有传动元件累积的数据Data,以控管所有产品的品质,并进行自动化生产与即时检测,以加速迈向工业4.0时代。



图3 : 德商KTR集团在台成立分公司台湾开天传动科技公司,提供多款设计规格大小不一的设备和使用寿命长短有别的解决方案,满足使用者要求。(摄影/陈念舜)
图3 : 德商KTR集团在台成立分公司台湾开天传动科技公司,提供多款设计规格大小不一的设备和使用寿命长短有别的解决方案,满足使用者要求。(摄影/陈念舜)

此外,该公司也是少数直接在台湾(台中工业区)投资设厂的德国厂商,於MBK(Made by KTR)生产线上采购德国知名加工机台以符合6S高规格需求,专门用来生产工具机、自动化产业所需客制化急件的无背隙联轴器,并针对2款在台湾生产的联轴器提供优惠价格;以及综合扭/压力的TAF认证实验室,可承受最高测量扭力3,000Nm、最大压力5,000N;在3层楼的系统化库存中心里共有3,500种以上常用规格的现货库存;以及产品展示及教育训练中心,提供免费教育训练和即时技术谘询。


扮演系统医师角色 诊断系统病因

由於KTR身为传动元件的领导厂商,凭藉多年来累积了丰富技术、经验与材料知识,而提出「Made for Motion ; Made for you」囗号,将扮演医生的角色诊断系统病因,认为现今许多厂商往往为了追逐工业4.0潮流,而一味斥资添购自动化设备、搜集相关数据以求顺利量产,却忽略了联轴器等基础传动元件的重要性。



图4 : KTR是少数直接在台湾投资设厂的德国厂商,於MBK生产线上采购德国知名加工机,同时还设置综合扭/压力的TAF认证实验室与3层楼的系统化库存中心。(source:ktr.com)
图4 : KTR是少数直接在台湾投资设厂的德国厂商,於MBK生产线上采购德国知名加工机,同时还设置综合扭/压力的TAF认证实验室与3层楼的系统化库存中心。(source:ktr.com)

因此,台湾开天建议客户可在有限预算里,针对不同设备维护需求规划:


1. 针对重要和必要产品采取预知维护,而利用较高成本元件与短维修工时;


2. 重要和需要产品,则以低成本元件及固定维修工时定期维护。


前二者均属可预期停机损失,德厂优势在於掌握材料知识,得以预知保养年限而分摊成本。而KTR均有对应产品不同类型发展的产品,例如该公司扭力限制器SYNTEX-NC便可在扭力一旦超过标准时跳脱保护,并通知电脑停机维修联轴器、刹车器;进而利用联轴器背隙感测器,以即时保养、更换元件,属於较高成本元件设计。


最新推出的CAS(Coupling Alignment Scan) 联轴器同轴误差扫描仪,则可藉此确保联轴器正常对心轴,并即时消除背隙;以及客制化扭力感测器,由於直接安装在联轴器上而节省空间,较适合50kN-m以上者。


且因为KTR在全球风机市场占有率高达70%以上,对於台湾正推动5+2创新产业里的绿能科技,可提供国外风机专用联轴器、刹车器、扭力转速感测器、冷却系统等完整解决方案,即时侦测反应以确保传动元件达到一定转速、扭力时刹车而防止过载,有利於就近快速维修。甚至在国外潮汐发电设备还因为利用海水的推力为空气10倍以上,环境条件比起风力更严苛,而须使用KTR更可靠的产品去监测效能。


惟若选择低成本元件及固定维修工时者,亦可利用该公司ROTEX系列联轴器可更换弹性体的Damping效果吸收机台震动,达到同心度,从而缩短重新调机时间与维护成本。其受惠於德国材料科学优势,且通过耐油、温度的时间考验,可依应用条件变更,普遍用於炼钢厂内的严苛环境或工具机各轴向;快拆设计也让操作人员更方便维护保养大型马达等运转设备,不必因为移动两端设备而重新校正同心度,大幅降低维修工时。


反观最不应该选择的,就是只采购低成本元件突发维护,既无法预期维修工时和停机损失,还可能为了省下仅约3位数的联轴器成本,却耗费高额船舶靠港维修的港务费;或CNC机台停机导致物料损失,甚至是逾时交货致机械厂品牌形象受损。


**刊头照(source:igus)


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