經濟部打造全國產五軸工具機強化高階工具機技術自主性創造逾50億產值
經濟部技術處邱求慧處長表示，工具機領域的控制器就像工具機的大腦，然臺灣高階工具機控制器長期高度仰賴德國和日本等國家進口、自主能力仍偏低，為突破此一現況，經濟部技術處運用科技專案支持工研院開發出國產高階控制器，目前已有超過30家國內工具機廠商導入，逾500台完成終端加工驗證，應用範圍可從百萬元等級的二軸車床及三軸銑床到千萬元等級的大型五軸同動及多軸車銑複合加工機等高階機型，並促成國內３家控制器廠商年產量高達8-10萬套，產值超過50億元。
一台高智慧化的工具機，除了需要身為大腦的控制器外，更需要高精度的工業級感測器掌握工具機加工狀態，才能夠做更精準的資料收集。由於國內工業感測器國際進口的比例達90%，為解決國內工業感測器之需求，經濟部自110年起透過科專計畫由工研院微系統中心進行力、振動、視覺等關鍵感測器技術開發，補強國內技術的缺口。目前研發出的高解析度力感測器，可即時判斷機台異常與刀具磨耗等情況，相較於國際產品具備尺寸小、剛性高，售價約為國際產品價格一半等優勢，且已經有超過10家工具機廠商將國產感測器導入應用於高階工具機以及關鍵零組件等設備，年產量超過百台，產值超過20億元。
「經濟部智慧工具機產業主題館」於TIMTOS x TMTS 2022發表多項關鍵技術成果：
1.高智能國產五軸加工控制解決方案：高階零組件國產化，節省廠商50%電控成本
五軸加工機可針對3D空間的任一平面和曲面進行複合加工，比起其他加工機加工樣態多、加工效率更高，但五軸加工機的控制器等關鍵零組件技術，掌握在歐日大廠手上，法人開發的全國產控制器可提升國內控制器技術自主能力，節省廠商5成的電控組件成本，並大大縮短交貨時間，有助工具機業提升市場競爭力。
2. 五軸加工機主軸動態負載感測方案：五軸工具機的健檢醫生，提高可靠度與穩定性
工研院微系統中心開發具高剛性、薄型化以及高感測特性的力感測器，易整合於五軸加工機等設備內，直接偵測設備加工時的力量特徵並監測設備狀態，可應用於軸承、主軸狀態監控與健康預診，提升設備可靠度與穩定性，協助國內五軸工具機廠商智慧升級。
3.智慧機械雲：手機版App Store，降低數位化門檻，可望衍生逾15億元產值
機械雲像手機「APP Store」商店，匯聚智慧化應用軟體服務，廠商可在平台瀏覽軟體，自行下載安裝及維護更新，降低轉型成本，為臺灣廠商升級智慧化大力助攻，業者可透過智慧機上盒下載智慧化應用服務軟體。藉由智慧化軟體分析生產資訊，導入AI做診斷、優化、預測等最佳化決策，以達到精準生產的目的。智慧機械雲能夠提升產業設備附加價值、增進產能效率、減少生產成本。目前平台已建置178個智慧應用服務模組(APP)，會員參與廠商達1,179名，與國際大廠包含美商Autodesk、美商微軟、日商三菱電機設立20家店中店，促成63家廠商投資，帶動投資金額達15.8億元投資，將成為全球第一個共通智慧製造雲平台。
4.智慧化動力組件-減速機：智慧化如虎添翼，助廠商提高附加價值
工研院機械所開發迴轉機械設備預兆診斷演算法，結合內嵌式振動感測器可應用於減速機上分析減速機內齒輪磨耗與斷齒等故障樣態，實現監測即時化、維護預測化、診斷智能化等功能，並分析使用紀錄數據優化齒輪設計，大幅提升傳動效率達98%以上。相關技術可協助國內齒輪減速機廠開發國產中高階智慧減速機，應用於機械手臂上將有助提升自我檢修維護能力，預防非預期停機，提高產品附加價值。
5.主軸健康預診系統：建立線上量測，可即時偵測主軸異常狀態
主軸健康預診系統可針對主軸進行動態預壓力量測，並搭配溫度與振動特徵訊號擷取，建立線上量測、觀察主軸軸承受力狀態，藉智能診斷訊號鑑別技術，將主軸健康狀態可視化呈現，提供使用者掌握主軸狀態，降低非預期停機損失，提升機台稼動率，量測結果更可作為未來主軸開發之可靠度升級之重要依據，打破過往主軸預壓確認的常規方式無法量化之痛點。
6.先進雷射應用技術：雷射關鍵技術自主，實現高階雷射源系統國產化。
工研院雷射中心自主開發雷射源光路及驅控等關鍵技術，並整合國內騰錂公司所生產雷射二極體，已成功開發多款國產自製率達85%以上之高階雷射源系統，並搭配光路智慧偵測系統落實製程監控，平均可縮短高反射金屬（銅、鋁）及異質金屬銲接加工時間一半以上，協助電動車電池組裝業者提升加工品質，提高國產雷射源附加價值。
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