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【智慧製造典範升級系列報導五】新科技與老工藝激盪新火花、賦予傳統新生命

如何從競爭激烈的手工具市場中站穩腳步,靠得是精湛的工藝品質,伯鑫期許在智動化的過程中,藉由新科技為老工藝創造更多的可能。

圖片來源:上銀科技
圖片來源:上銀科技

擁有一百多年歷史的活動扳手是「老」產品,生產工藝成熟,有能力製造的廠商眾多。當中國大陸、越南、印度等地的手工具廠商,陸續加入市場後,生產成本較高的伯鑫,就只能選擇走上品質掛帥的工業等級路線,放棄大眾市場的價格戰廝殺。

「工業等級的活動扳手,是要賣給修船工、飛機工、水電工、礦工這一類經常使用活動扳手的專業人士,這群師傅在意的是產品的品質和壽命,價格反而不是重點。」伯鑫的吳昌旻說:「請伯鑫幫忙代工生產的品牌客戶,現在計較的也不是幾塊錢的價差了,他們更重視的是出貨品質夠不夠穩定,以及產品如果突然熱銷,我們有沒有能力馬上開出產能供貨。」

因應這樣的國際市場變化,伯鑫加入水手計畫不只是要為將來資深員工屆齡退休的勞力缺口做準備,更要緊的是,讓產線能夠儘量往兼顧品質的彈性生產方式作轉移。在這個大前提下,採用加工精準度更高、換線速率更快的數控工具機,搭配上即時控管生產品質的檢驗設備,的確是儲備伯鑫下一階段競爭能量的合理作法,也吻合了上銀的吳文加接下這個計畫的初衷之一:「讓傳統產業接觸新的科技手法,看看能夠激盪出什麼火花」。

透過新技術翻轉傳統工序

雖然上銀是製造機器手臂的專家,但這不意味著他們認為智動化的每個步驟,都要交給機器手臂才最省事。好比說,宛如活動扳手靈魂的蝸姆,就是一個雙方團隊討論後,應用了光學技術成功翻轉傳統工序的例子。

螺旋狀的蝸姆,是用來調整活動扳手的開口大小,它的體積不大,卻是影響使用者體驗最關鍵的零件。一開始,伯鑫團隊並沒有規劃將蝸姆的製造,放入水手計畫之中,他們只打算讓機器手臂,幫忙「修飾」舊產線製作完成的蝸姆,讓它本來的銳利稜角變得比較和緩,方便後續人員做組裝。這個修飾的動作,金屬加工業內稱之為「倒角」。

經過幾次會議討論後,大家認為只讓機器手臂執行單單一個倒角動作,效益實在太低了。雙方腦力激盪後,吳文加建議在蝸姆的部分,不但不需要動用到機器手臂,還可以用一台數控加工機,同時完成生產製造和倒角的工作,意即只要再採購一台自動送料機,接著在數控加工機上變點「魔術」就行了。

倒角是個需要精準核對角度後,才能進行切削的工法,過去伯鑫生產蝸姆時,必須將這道工序交由專門的倒角專用機執行。現在,要將車削螺旋紋路和倒角兩道工序,都交給數控加工機來執行的話,就要靠攝影鏡頭,將它對準蝸姆斷面後拍照,再經過軟體演算,讓加工機台知道該怎麼重新調整角度,好讓負責倒角的刀具,完成這最後的修飾手續。

這一次,光學攝影鏡頭成功地完成擷取角度的任務,在兩個星期的時間內就測試成功。這是讓伯鑫上上下下都滿意極了的改變,既節省時間,又節約勞力,不同工序的設備整合為一後,單位空間所能創造的效益亦跟著提升。某種意義上,這組新設備也打破了過去工廠主管們在「專用機」跟「數控加工機」中間二擇一的迷思,本來可以拿來製作多種產品的數控加工機,如今也可以「專用機化」,兼顧兩者優點,成了專精在蝸姆製造和倒角工藝之上、又能同時達到效率和精密度的利器。

持續推進研發成果,為老工藝創造新生命

新科技為老工藝創造了明顯可見的成效,還有其他知識含量更高的新技術,也值得一試。來自工業技術研究院的梁碩芃,帶來他們在刀具磨耗監測上的應用成果。

在金屬加工界,刀具磨耗是一個老問題。只要有切削,再鋒利的刀子都會漸漸變鈍,即便是廚房使用的菜刀,剁雞、剁魚久了也需要磨利,更何況是裝在加工機台裡面、經常以高速旋轉切削金屬的刀具。刀具若是不夠鋒利,輕則影響加工品質,重則可能加速機台折舊,如同埋在機械裡的一顆不定時炸彈。

在台灣的傳統工廠裡頭,判斷刀具是否已經毀損的能力,往往靠經驗,但倚賴師傅守在機台旁邊下判斷,已經不是人力調度上有效率的作法,因此,絕大多數廠商為了保險起見,乾脆為加工次數設下安全上限,以降低風險。

如今,工研院團隊也在多次測試與重來的過程中累積經驗,目前已經為部分種類刀具,大致建立起一套推估磨耗狀況的初步模型。生產現場的進步,沒有捷徑,只能透過持續的改善一點一滴累積成果,落在已經有悠久歷史的金屬加工和機械製造業上,尤其如此。

新的工具和新的技術,同樣也能改變像水五金和手工具這類傳統產業的可能樣貌,前提是,必須有人願意堅持,在一個接一個新建立的灘頭堡上,將成果持續推進下去。

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