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AI賦能工具機永續 CNC數控系統跨域整合
 

【作者: 陳念舜】   2026年04月08日 星期三

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過去一年來在關稅與全球供應鏈重組的不確定因素下,雖然使台灣工具機產業發展低迷,卻也從今年TMTS發表AI賦能與節能標章成果可見,上下游產業仍積極轉型加值,開闢節能永續等商機,CNC數控系統則可作為跨域知識整合的平台。


為迎合現今工具機加速邁向AI賦能與永續發展趨勢,並謀求與半導體、汽車、航太等先進製造工法接軌,對於高精度、多軸協同控制等高階應用,要求具備更高運算能力、先進補償演算法與同步驅動能力,導入數位分身技術與邊緣Edge AI架構,讓工具機能逐步實現,先在虛擬空間進行動態軌跡模擬與誤差預測。並在實體加工前完成最佳化設定,包含:預測性維護與設備健康管理、製程參數自動優化、能源消耗即時預測、雲端協作與遠端監控等目標。


加上目前因為製造業積極赴美或東南亞布局,普遍面臨熟練技術人才不足問題,機械操作與維護等技術斷層日益明顯。要求CNC控制器設計須更重視操作者友善性、智慧化與自動化程度提升,降低操作難度與培訓成本。


導致CNC控制器正由高精度多軸控制的單純硬體,轉向整線系統軟硬體整合的智慧控制平台,提高診斷、預測維護、數位分身、製程優化等軟體/服務比重。終端客戶也要求控制器須能與PLC、機器手臂、視覺系統、MES/ERP與雲端平台整合,而且支援標準通訊協定(EtherCAT、OPC UA等)高速運算與即時連網,以提供數據服務,加速AI輔助智慧化管理發展。


根據Global Information, Inc.報告,全球工具機控制器市場在2025年約達30.9億美元,預計到了2031年將成長至約43.8億美元,顯示市場具有持續擴大的潛力。但面對高階控制器技術依然被日、德品牌壟斷,台灣廠商仍須克服自主研發不足的挑戰,容易受到供應鏈中斷與管制風險影響產能與成本,須朝向軟硬體整合、數位化與系統級服務轉型等方向發展。


AI賦能永續引領工具機創新

在甫落幕的TMTS也為此頒發的第三屆「工具機產業節能標章」與首屆「工具機產業AI賦能標章」,便針對技術創新、系統整合、應用效益與產業價值等面向進行審查。除了肯定業者投入數位轉型(DX)與綠色轉型(GX)的努力,也展現上下游產業整合不同「領域知識(Domain Knowledge)」的能量,進而提出創新應用的解決方案。



圖一 : 第三屆「工具機產業節能標章」評鑑結果,可明顯看到正逐步擴散至中高階或不同系列機型。
圖一 : 第三屆「工具機產業節能標章」評鑑結果,可明顯看到正逐步擴散至中高階或不同系列機型。

參與首屆「工具機產業AI賦能標章」評鑑的參賽產品,便多從終端客戶應用痛點出發,協助使用者在不同加工情境下快速調整加工條件,並顯著提升使用體驗,驅動台灣工具機從單純的設備製造轉型為「智慧製造服務商」,翻轉產業營運模式。


節能擴散 普及高階系列機種

已邁入第三屆的「工具機產業節能標章」也有別於過去多集中改善泛用型設備或標準機型,而明顯看到正逐步往中高階機型與高附加價值設備發展,並擴散至不同系列機型。


顯示廠商在產品開發時已開始從終端客戶應用情境出發,並思考如何在實際加工環境中降低能源消耗並提升加工效率。過去曾多屆參與評選的產品,也以更進階的節能設計與系統優化再次參與評鑑,展現企業持續節能改善與技術精進,已逐漸深入形成企業文化。


例如在傳統大量出口的金屬切削領域,銑削設備已開始朝向中大型五軸龍門加工機開始節能優化,車削設備也以車銑複合機種為節能設計重點。特別是這段時間以來,陸續受到輸俄加強管制、輸美232條款關稅威脅的放電/線切割機,也開始透過AI賦能來持續提升效能,達成節能減碳成果。


多家企業開始導入ISO 14955機械設備能源效率評估方法,建立產品能效量化分析能力。甚至改將資源投入今年首次辦理、競爭較為激烈的AI賦能標章評鑑。展現部分產品同時具備節能與AI智慧的發展潛力。


新代支援智慧節能控制平台

屬於台灣自製PC-based控制器代表品牌之一的新代科技今年雖未參展,長期透過提升控制技術、AI應用與系統整合能力,支援工具機廠商在產品附加價值與製造效率上持續升級。


例如在加工設備應用上,新代與工具機廠合作導入多項智慧化功能。針對磨床開發動平衡控制、砂輪自動對刀與加工震動檢知,可透過即時監控與自動補償提升加工穩定度與品質;在車床應用上則提供 SensorHUB 感測集線器、主軸智慧監控、能耗管理、智慧斷屑車削、智慧防碰撞與機邊量測等功能,與工廠系統整合,協助客戶提升設備效率並邁向智慧製造。



圖二 : 新代科技智慧節能節能控制方案
圖二 : 新代科技智慧節能節能控制方案

在製造管理方面,新代透過旗下SynFactory智慧製造平台整合OT與IT資訊,協助客戶即時掌握產線狀態與品質數據,強化製程管理與製造韌性,並已應用於諧波減速機等精密零組件廠商的生產管理升級。


新代科技認為:「整體而言,在外部環境變動下,透過智慧控制與數據化應用提升設備價值,已成為工具機產業轉型的重要方向。」


針對航太、半導體、AI伺服器及精密機器人關節等高端領域,新代科技也提供完整的高精度多軸控制與五軸加工解決方案,協助客戶突破技術門檻、提升產品品質與可靠度。並透過開放式控制平台支援多元通訊,搭配機聯網功能,方便客戶或系統整合商開發專屬APP,串聯雲端分析平台進行製程優化與異常診斷。


此外,基於AI驅動的全新紀元,精密機械產業對加工精度、效率與穩定性的要求持續提升,面臨瞬息萬變的市場挑戰,工具機的競爭力已不再只取決於單一設備,而是來自控制系統在效能、彈性與數位整合能力上的整體表現。


西門子展工業AI數位分身


圖三 : 西門子3D Scanner掃描生成技術
圖三 : 西門子3D Scanner掃描生成技術

西門子數位工業也在本屆TMTS展出新世代數位CNC平台SINUMERIK ONE,結合工業級AI功能、數位分身與智慧化控制技術的高效穩定新功能。為工具機產業開創更多元的整合可能性,協助工具機製造商與終端用戶提升加工效率、縮短開發週期,並加速產業數位轉型。


包含透過西門子3D Scanner掃描生成技術透過AI自動辨識3D圖檔中的工件幾何特徵,並生成相應的加工工藝與加工程式。可大幅縮短從設計到生產之間的準備流程時間,提升工程師在工藝決策與程式生成上的效率與準確性,並降低人工操作所造成的錯誤風險。


對工具機製造商而言,這項能力有助於加速機台應用驗證與交機流程;對終端用戶來說,則能在小量多樣或快速變動的生產環境中,更靈活地完成程式準備與調整,提升生產反應速度與整體產能。


工業級生成式AI助手Industrial Copilot協助工程師在工具機開發、控制程式設計與設備調校過程中提升效率。透過與SINUMERIK控制系統及TIA整合開發平台的結合,AI能理解CNC 與自動化控制邏輯,協助工程師快速生成程式碼、分析設備狀態並提供調校建議,加速機台開發與測試流程。西門子也藉此順應,目前機械產業正轉向以數位化整合、AI應用與生態系整合為核心的發展模式。


慶鴻機電一體聚焦非傳統加工

獲得本屆TMTS榮獲節能標章金質獎的慶鴻公司,也是台灣少數能掌握自製PC-based控制器品牌舜鵬科技與線性馬達的工具機大廠,並聚焦放電、線切割、電化學、雷射等非傳統切削加工領域。


現場展出專為滿足模具加工、航太零組件及高精密電子產業對微細加工等嚴苛需求打造的NV432L線性馬達驅動線切割機,強調具備高精度、高穩定性與高可靠度,並結合先進控制系統與加工優化策略,可有效提升加工速度與表面品質。


其中搭載慶鴻自主研發的W5N智慧控制器,採用Linux即時作業系統GenOS,結合新一代EtherCAT自動控制技術,整體運算效能較前代提升15倍;並結合UX1線性馬達與0.1μm光學尺,實現穩定精準運動控制,兼顧節能與綠色製造需求,體現軟硬體垂直整合的核心優勢。


慶鴻機電總經理王陳鴻表示,慶鴻機電在核心技術研發方面,長期掌握多項關鍵自主技術,包括專利線性馬達驅動技術,無上下磁吸,幾無發熱,永保背隙不增加,確保設備長期維持高精度,也有助於使用者節能減碳。



圖四 : 慶鴻機電總經理王陳鴻
圖四 : 慶鴻機電總經理王陳鴻

自行研發製作CNC控制系統,採用最新EtherCAT控制系統及新式UI介面,重視視覺與操作體驗;運算速度快且易上手。已推出多款+/-1.5~2um高精密線切割機,技術實力足以與日本品牌同台競逐。


慶鴻打造的智慧製造解決方案,也獲ISO14955綠色工具機認證,將協助客戶邁向高效、低碳的製造模式。


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