MAGAZINE
刊物內容

回列表

搭載智慧創新的科技 開啟智慧系統的新技業 協鴻-邁向軟體機械

摘要"

協鴻工業創立於西元1965年,為一家CNC銑床加工中心機製造廠,近幾年來隨著智慧機械的發展,我們也著重於軟體機器的研究與製造。我們無從得知軟體與硬體間的界線為何,我們能做的就是我們的硬體技術-機械本質,並且不斷創新研發更多對客戶有效益的軟體-APP。因此,我們推出Smartcenter,而Smartcenter就是Smart Machining Center。在機械方面,我們從傳統NC進化到CNC並應用到五軸加工機的多軸化應用並賦予它智慧功能,因此我們的機械具備網路化、智慧化以及自動化。對協鴻來說,一部智慧機械須具備如下:
• 一部物聯網(IOT)的機器
• 一部人工智慧(AI)的機器
• 一部不受環境溫度變化而影響加工精度的機器
• 一部零停機(ZDT)的機器

 

智慧機械的基本就是智慧控制器,今年協鴻將自我控制器Hartrol Plus改版推出Hartrol Premium,不但功能再強化,更將客戶所在乎的功能整合在一個畫面,主軸資訊、加工狀態、加工倒數、三軸進給等資訊皆在多功能資訊畫面中可以看到,讓客戶在加工時不需要頻頻切換畫面,所有資訊即一覽無遺。

 


除了有多功能整合資訊畫面,協鴻更開發多項提升加工效率、管理效率的APP,包含AI智慧注油,該功能會依機台運動狀態進行注油,可替客戶省油0~50%。另外還有AI智慧捲屑功能,不但可以保護捲屑機構,該功能更可以依照主軸電流決定是否清屑,當鐵屑量過大時,自動判斷反轉以避免過載停機。針對主軸的部分,我們開發了主軸振動智能監控系統,讓客戶同時擁有主軸保護及診斷兩大功能,協助客戶減少機台因主軸問題停機的時間。此外,為了讓客戶的機器可以依照使用者權限來進行程式修改等權限管理,我們提供人臉辨識功能,透過人臉辨識功能,可自動將權限切換成與該人員對應的語系以及權限,減少機密外洩提升客戶廠房安全性。另外,機器容易受外在環境溫度的影響而影響到加工精度,在這方面我們也提供熱變位補償功能,透過熱補的方式,減少溫度對加工精度的影響。除此之外,AI載重自動調機,也大大改善震動對機器的影響。協鴻擺脫過去傳統機械製造廠,運用自身研發的軟體功能,賦予機器更多智慧功能,讓協鴻的機台成為一台智慧機器。

AI熱變位補償
什麼是熱對策呢? 就是解決熱脹冷縮的熱變形問題,熱的問題不解決、操作者就要花很多時間在做暖機及頻繁地檢查工件尺寸變化。造成熱變形的種類又區分成內部熱源與外部熱源兩種。所謂內部熱源來自機台本身產生的熱,例如主軸、切屑、電氣箱等等的發熱,通常會透過主軸油冷機、沖屑裝置、熱交換器來降低內部熱源的影響,這部份大多數的工具機廠都有配套方案可因應;外部熱源則來自於環境溫度的變化,例如日夜溫差,日夜溫差可能會造成加工精度早上還可以、中午就不行,或者說白天精度還可以、晚上就不行,這部份不管是工具機廠或者機器使用者都深受其擾。要不,投資大筆經費把機器放在恆溫室,改善日夜溫差的問題;要不,操作者早、中、晚照三餐停機檢查尺寸變化。但是,建置恆溫工廠需要投入相當多資金以及每個月需支付一定的電費在空調設備的運轉;停機檢查,檢查之後如何修正偏移量?或者說忘記檢查會發生什麼事?因此,在外部熱源對策方面協鴻數年前即努力開發AI整機環溫熱變位補償功能。
什麼是AI整機環溫熱變位補償功能?就是即使把機器放在常溫工廠,它的加工精度一樣會有一定的水準,不會受到環溫的影響,且重點在於使用者不需花很多時間在機器暖機、也不需要加工到一半停機檢查工件尺寸變化。
AI整機環溫熱變位補償功能如何運作?就是在機器與工廠安裝數十個溫度感測器與AI運算模組,透過溫度感測器可即時查覺環境溫度與機器各部位的溫度值,一但各部位溫度起了變化,AI運算模組便會加以計算並回傳補償量給控制器,整個過程是自動運行並不需要停機與人工介入。

AI智慧注油
[不只是省油更是面面俱到]:
進給系統注油潤滑,在業界中普遍看到的是定週期(定性)或定量注油方式,協鴻開發了具有獨創性的-智慧注油系統,但是殊不知看似簡單的注油潤滑背後卻隱藏著深度學問-這才是人工智慧的價值。
簡略舉例說明
例如1:滯滑物理學中,油料潤滑必定會影響到複雜的動態系統耦合,像是考慮一系統質量-彈性以及阻尼,速度如果比臨界速度低下產生滯滑,還有爬行與靜動摩擦力等,甚至油溫與鍊狀聚合物之關係..等等都會影響到精度與穩定。
例如2:注油側漏因素必須考慮(測漏與散熱關係)給油與側漏的比例與滑塊面燒著、速度及壓力..等等,雖說產生燒著也不一定是和潤滑有關,也有可能是斜楔鬆掉發生震盪。
例如3:油膜厚度,油膜越厚則起動會有較大的靜摩擦力,若停滯越久則油膜變薄使張力與黏滯度下降,這裡值得說的是供油量與油膜厚度會有密切
關係。
例如4:依據機台動態速度調節注油,最多可替客戶省油50%。

AI載重自動調機
[累積經驗結合AI]:
工具機根據不同載重狀況下需要不同的參數搭配才能滿足,比如說當載重較重時容易發生振動,需要依現況調整參數。因此協鴻在針對不同載重的條件下進行測試,並研究出不同載重時機台最佳的參數設定。此技術並不困難,各廠家都知道怎麼做,怎麼做好、做準、就是各廠家各顯神通的本事,協鴻工業於數年前就開始累積此技術所需的能量,依據不同機型,架構適於該機型對應載重,逐一測試並逐一驗證,一種機種一系列的參數,從自動偵測載重重量到能夠自動匹配對應的參數,根據不同載重狀況搭配該載重條件下機台最佳的運作參數,這樣的技術並非一蹴可及,也並非單純只靠研發人員負責,除了研發團隊、現場裝配單位的配合、品管單位的驗證,各團隊、各組織多方相互搭配才有現今的成果,如今協鴻的AI載重調機,也能夠搭配AI技術,利用AI的技術搭配過往的經驗,能提供更高效益的機台參數匹配組合,讓客戶使用時可以發揮產品最高效益,不必再煩惱不同工件重量產生不同的加工品質。
智慧機械中自動化也是相當重要的一環,在高齡少子化的人口減少以及疫情的影響下,自動化加工系統已成為全球製造業的趨勢。通常,製造設備會決定自動化的類型,最常見的自動化系統類型有以下三種: 大批量生產、

少量多樣生產以及模具加工自動化。大批量生產通常用於汽機車產業的零件加工,因加工量大故須講求效率來達到生產數量。少量多樣生產採用低批量生產,但在機器上生產的部件式樣較多,大多應用於醫療及航太產業上。透過工件遞送機制,可在機器之間更換夾具或托盤,透過靈活的系統應用來滿足多零件加工的需求。模具加工自動化方面,透過中控系統協調整個整個工作流程,包含料倉以及刀倉管理系統。
就自動化操作系統來說,首先我們必須設計出最優化的佔地面積,若此需求為無人化,那麼機器的監控功能如刀具壽命監控和刀具破損功能就很重要,這些監控功能有助於確保自動化系統正在生產優質的零件。

 

 

Robocell RC1(單機自動化)
透過簡單的模組化+立式小型機型+不用很專業的操作技巧+簡單定位即可使用,此為專為客戶解決上下料問題的簡單選配。

 

 

Robocell RC2 
(散熱片零件加工自動化)
針對此案例,除了提供最佳化的佔地面積使用,針對機械監控我們加上了刀具壽命監控和刀具破損功能,這些監控功能有助於確保自動化系統下所生產的零件為優質零件。在自動化的作業環境中,品質穩定是重點其次是效率,有了良好的生產品質,客戶可減少零件檢查的成本。此製程以第四軸翻轉加工,客戶可建立一套作業標準並定期檢查,以驗證該過程是否皆在標準內;效率的部分,因加工時間短,所以規劃2對4的產線以滿足客戶的年產量。

 

 

 

Robocell RC1 (模組化RM)
此一案例適用於傳動元件、滾珠螺帽、手工具等產業,整合機台、手臂、料倉、清潔站及量測站並搭配智慧中控系統進行工件量測與檢測、設定加工程式、調整清潔時間、控制產線流程以及補料時間預估。此外,設置安全圍籬並由中控台控制及檢測安全圍籬門之開與關,使用雷達檢測NG區域是否有人員靠近,降低手臂速度或停止動作,讓產線更加安全。
i-Factory智慧工廠管理系統
當機器有了智慧化與自動化,網路化當然是不可或缺的。針對工廠管理,我們提出i-Factory智慧工廠管理系統,該項功能有四大群組包含監控、生產計劃、分析以及預測,可一對10以及一對20進行機台連線設定,讓客戶的工廠管理更智慧更簡單,隨時隨地透過辦公室電腦、手持行動裝置觀看工廠稼動率、加工狀況等,即時可視化的管理有效提升管理效率,大大提升客戶的工廠管理。
智慧機械時代的來臨,協鴻不僅僅提供客戶機械,更幫助客戶整合了各項AI軟體、自動化、工廠管理系統,讓客戶的機台不再只是一台簡單的智慧機械,更透過自動化與連線讓客戶廠房成為關燈工廠,讓客戶在加工與管理上都能透過更智慧的方式達到更高的效益。

 

 

 

READ MORE BACK TO LIST