傳產升級智慧製造第一步— 模具與廢料處理成本如何聰明省下來?

精微成形研發處處長 林崇田 博士

「台廠不要再跟鄰近國家業者去三拚(拚速度、拚規模、拚價格),做三高(高附加價值、高市佔率、高技術門檻)才能跳脫紅海。」金屬中心精微成形研發處處長林崇田說。

看遍許多傳統製造業仍在工業 1.0、2.0 裡打轉,廠商見到林崇田總是苦笑『不知道我們明年(訂單)會在哪裡?!』林崇田認為下功夫去精進自己的技術,朝智慧製造升級、轉型才是最佳的出路。

模具異常診斷預警,不良品發生頻率大幅度降低

提供製造業自動化系統整合服務多年,金屬中心精微處去年更推出模具智慧監診系統,改善過去總是靠老師傅判斷模具何時該換的問題。人工判斷總有誤差,提早更換可能造成浪費;延遲更換而造成許多不良品產生,則是更大的損失。過去,扣件產業在製造螺絲時,經常一整桶生產完畢才發現模具壞了,導致幾千個螺絲都是不良品,透過監診系統即時診斷,可以降低不良品到幾百個之內。

智慧沖壓模具監診系統透過在沖壓模具上安裝感測器,搜集聲音、震動、力量、溫度、光等訊號資料,建立正常訊號的資料庫,一旦出現異常訊號即可立刻比對得知。不僅如此,藉由大數據分析並結合專家經驗,更可在模具即將產出不良品之際發出預警,大幅減少廢料產生及維修模具的成本。監診系統將感測器數據匯集到中央管理系統並產出可視化圖表,若某些曲線高出正常值之特定百分比時,表示模具即將產生崩裂或有其他異常狀況,會自動通知產線人員立即停機並進行模具修理。

專業工程師示範操作儀器

安裝感測器不難,難在裝哪裡才是正確?

「安裝感測器不難,但是裝在哪裡、裝幾個可以最有效診斷出問題並達到高性價比,則是經驗的累積」林崇田說。智慧沖壓模具監診系統適合應用在工具機,對製造業來說是提升製造層次邁向智慧製造的第一步。金屬中心投入製造業自動化多年,具豐富智慧製造領域經驗,過去曾協助某車用零組件代工廠導入自動化系統,透過自動化取代人工以及資料搜集分析,導入完成後更穩固了知名汽車大廠的接單。

微型元件熱處理,不需金屬網袋提高良率

隨著各種 3C 產品走向輕薄化設計,零組件也隨之微型化,包括手機中的碳鋼螺絲、玩具或風扇中小馬達的軸心或小齒輪等,都是常見的微型元件。這些微小工件在經過前述沖壓後,進到熱處理階段,若透過傳統大型熱處理設備進行滲碳、淬火,將導致品質不均、收料率不佳、原料浪費甚至混料等問題。金屬中心精微處推出精微零組件熱處理系統,是專門針對 2mm 以下的微型元件從送料機、滲碳淬火爐、油槽及收料系統、清洗槽等,提供連續式熱處理的設備。

過去熱處理設備最常見的問題是熱處理不平均,以及工件送料時的疊料問題,金屬中心透過輸送帶上的震動整平設計使其不疊料,同時油槽中的漩渦式設計使微小工件可沉降到收集盒中,不因淬火油的表面張力而浮在表層或四處飄散。

若是透過傳統熱處理設備,微型元件分散各處不僅使收料率降低,甚至第一批元件未回收完,第二批元件又送料進來將造成混料以及後續流程的困擾。此外,若元件浮在表層未能快速冷卻也會使品質受到影響。現有熱處理業者經常使用不鏽鋼網袋將微小工件放入其中再做後續處理,此種方式易導致品質不均。

金屬中心所開發之精微零組件熱處理系統之工件流失率近乎 0,良率也接近 100%,導入建置成本更只要國外設備的一半。目前已有一家國內廠商導入使用,接下來他們更期望能往智慧製造邁進,透過感測器之安裝與偵測,並由金屬中心協助進行資料彙整分析,可及早預知是油或溫度等問題導致品質異常狀況,並且能透過產量分析掌控設備製程狀態,以更有效率進行訂單調配。

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(本文提供合作夥伴轉載。)

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