2024年JIMTOF 的展覽主題以莫比烏斯環(Mobius strip, ∞ ) 為主如圖一,象徵無限的可能性, 並以〝Technologies passed down to the future offersunlimited possibilities.〞亦即「為傳承未來技術,提供無限可能」為主,期許將目前製造技術傳承至未來,同時包含軟體與硬體技術,並拓展不同終端加工應用領域產業,觸發不同想像以創造無限發展潛力。

圖一、2024 JIMTOF 展主視覺
本次展覽主要議題依舊圍繞「人力不足」、「生產力提升」、「品質向上」等議題,因此亦 有許多廠商皆針對製造業需求端常見的加工問題,分別以「雙軸轉型」概念提出數位轉型(Digital Transformation; DX) 與綠色轉型(Green Transformation; GX) 等解決方案進行展示,其中包含: 自動化、人工智慧、智慧工廠、淨零碳排等技術議題。本文將著重介紹於此次2024 JIMTOF 日 本相關廠商所提出雙軸轉型的解決方案。
▋ 1. DX 數位轉型
數位轉型係指運用數位技術,對企業的業務模式、運營流程、產品與服務進行全方位的創新 與重塑,以實現更高的效率、提升競爭力及創造新價值的過程。數位轉型並非新的產業趨勢名詞, 已是長期出現於製造業熱門的關鍵字。在本次JIMTOF 展場上也出現了許多與數位轉型相關之展 示,從單機加工到整線、整廠製造,透過導入自動化、人工智慧、數位軟體服務等技術解決方案, 藉以達到無人化生產、減少產品生產週期(Cycle Time)、加工品質最佳化等生產目標。
(1) 自動化(Automation)
本次展會各家工具機廠商針對不同自動化情境進行展示,從小至自動化生產單元的機台設備 與自動化周邊整合( 如: 自動化檢測、自動搬運工件、倉儲管理.. 等),大至整廠產線的高度自動 化( 如: 透過AGV 或AMR 搬運.. 等),以提供客戶提升生產力與效率的生產解決方案。
- 自動檢測( 線上):
BIG DAISHOWA
DYNA ZERO VISION 是一款先進的非接觸式工具位置測定器,專為精密加工領域設 計,旨在提升加工品質和效率,強調可直接於機上量測得知刀具的長度、直徑、磨耗等數據。
透過CMOS 相機搭配先進的圖像處理技術,並結合LED 藍光閃頻功能,使DYNA ZERO VISION 能精確測量刀具的動態振動量,以及清楚解析刀具表面磨耗程度,確保加 工過程的穩定性(如圖二)。此外,可與Windows 系統的CNC 設備連接,透過建立可 視化介面,呈現刀具測量結果,並獲取刀具振動量之調整建議。

圖二、BIG DAISHOWA_DYNA ZERO
(資料來源: BIG DAISHOWA 官網)
- 自動辨識:
FANUC 於展場上展示AI 隨機部件抓取與自動路徑生成(AI Random Part Picking and Auto Path Generation) 技術(如圖三),透過圖像辨識技術可讓機械手臂在夾取物 品時有著更高的準確度,並且能針對不同大小或是顏色的工件進行夾取動作。其中搭載 FANUC 3D 視覺技術的3DV/1600 感測器,可根據軟體設定在不同的範圍進行測量(近 距離、標準、遠距離),透過取出及放置位置傳輸後,自動生成無碰撞的路徑,最終傳輸 到機器人末端機構進行工件取放。

圖三、FANUC_ AI 隨機部件抓取與自動路徑生成
- 整廠自動化搬運:
THK
SIGNAS 是THK 所推出具有高度自動化之解決方案,專為提升整廠製造與物流現場 的效率而設計。SIGNAS 採用內建攝影機識別目標標誌的誘導方式,無需鋪設磁條或固定 路徑,大幅簡化移動路徑設定和變更操作,讓使用者能快速調整搬運流程,且減少現場路 線維護工作量。同時具備強大的環境適應能力,能在瀝青、格柵、花紋鋼板等不平坦路面 上穩定運行,適用於室內外或建築工地等多樣化的搬運場景(如圖四)。

圖四、THK AGV 機器人_ SIGNAS
(資料來源: THK 官網)
DMG MORI
展會上DMG MORI 展示主動式移動型機器人UH-AMR 2000 與WH-AMR10 等自 動化解決方案為用戶提供最大的靈活性。AMR 2000 結合INH 63(臥式5 軸加工中心機) 機台展示自動搬運切削鐵屑桶之生產情境,搭配超音波感測器,可以即時偵測切屑蒐集的 狀態,並透過AMR 2000 自動生成搬運路徑,能更有效的進行鐵屑桶更換,維持長時間 自動化加工(如圖五)。

圖五、DMG MORI 透過AMR 2000 自動搬運鐵屑
WH-AMR10 是一款強調無需導軌且具備高度靈活性能之主動式移動型機器人,透過 搭載視覺感測器使機器手臂定位精度優於 ±1mm,同時可在加工區域內自動避開生產人 員與障礙物,且能在地面高度達35mm 的障礙物進行搬運,並透過非接觸式的電源供應 以實現24 小時長時間運作不間斷(如圖六)。

圖六、DMG MORI 自動化解決方案
OKUMA
此次會展上,OKUMA 提出對應勞動力不足與降低環境負擔的解決方案,透過五軸、 複合加工方式,透過自動化、省人化、工程集約等方式,不外乎都是為了提高客戶生產效率。 在自動化解決方案目的為了讓現場操作員可以輕鬆使用,可針對客戶需求和生產形 式,提供量身訂製的多樣化自動化產品。在省空間自動化單元透過架設在機器中的機器人 系統(ARMROID),以實現小空間中的自動化。在多機器間彈性搬運方面,則可透過移動 式協作機器人系統(OMR20) 來達成(如圖七)。

圖七、OKUMA 多機器間彈性搬運
(資料來源: OKUMA 官網)
在工件搬運及外圍設備的自動化方案上,則可利用smarTwinCELL 進行提前加工準 備,透過其模擬器(ROID Navi) 進行離線教導,系統會自動生成無干涉的動作路徑,使 現場人員在切換工件的實機生產啟動時更加輕鬆便利(如圖八)。且可估算包含機器人 在內的加工單元時間,協助現場人員擬訂生產計畫。當發生意外停機時,可提供重啟操 作指引,迅速恢復生產。

圖八、OKUMA-smarTwinCELL
(資料來源: OKUMA 官網)
(2) 人工智慧(Artificial Intelligence)
可分為加工前準備以及加工中診斷/ 自適應調控。加工前準備透過數位雙生(Digital Twin) 技術,於虛擬環境中預先得知加工模擬結果,可提前發現加工潛在問題( 如: 機台干涉、撞機), 從而採取預防改善措施,來減少加工異常發生之機率。加工中可利用AI 異常檢知、故障快速排 除等技術進行工件品質辨識或機台異常判別,以避免加工品質出現異常,進而造成生產損失。
- 加工前準備:
FANUC
FANUC 的Smart Digital Twin 是一套先進的數位雙生解決方案,旨在透過數位模擬 技術提升生產效率和加工品質。基於CNC GUIDE2 開發的技術,CNC GUIDE 是FANUC 推出的模擬器,可做到很高準確度的加工模擬情況。比起過去所優化大多為精確再現CNC 加減速和平滑功能,FANUC 實現模擬工具路徑和加工時間,所有結果都可以在機邊電腦 上所呈現,且可根據物理參數計算出實際的加工路徑,以此避免在實際加工可能出現的 碰撞情況。
Smart Digital Twin 透過搭載CNC Reflection Studio 軟體,可高度模擬機械運動 的工具,且能在協助估算工件最後的表面精度,以此減少實際切削次數。而根據上述所 有分析結果,最終可提供優化的最佳方法。除達到提高工件品質的效益之外,還能減少 開發成本(如圖九)。

圖九、FANUC_ Smart Digital Twin
- 加工中異常檢知:
NAGASE
在本次展會上,NAGASE 首次推出應用於CNC 磨床之 Integrex AI 系統(見圖十), 旨在收集和分析研磨過程中的大量數據,可實現即時監控、測量和預測診斷,最終目標在 於提高加工品質並最大限度地減少停機時間。NAGASE 直接將測量功能融入磨削過程中, 使用者可於機上驗證大型工件精度,無須停機及手動測量,大幅提升工件品質檢驗效率。

圖十、NAGASE_Integrex AI 系統
(資料來源:NAGASE 官網)
此外,NAGASE 針對砂輪研磨表面開發一套AI 砂輪表面觀察系統-GRIDE EYE®, 透過在砂輪旋轉過程中即時高速拍攝其研磨表面,並結合AI 解析,預測加工過程中可能 出現的不良狀況,並建議適當的修整時機,以減少防止加工缺陷(圖十一)。

圖十一、NNAGASE 磨床自動化技術
(資料來源:NAGASE 官網;PMC 整理)
MITSUBISHI
MITSUBISHI 在展會上推出一款AI 加工診斷工具-NC Machining AID(如圖十二), 可實現加工自動化並降低生產成本之浪費。該工具具備加工異常檢知、刀具磨損檢測和操作 錯誤檢知等功能,且功能操作簡單,僅需利用從控制器到機台端所收集的電流數據即可實現 診斷功能,透過機器學習正常加工狀態,可快速縮小診斷範圍,並減少所需蒐集之數據量, 且當檢測到異常時,會立即發出警報並停止機械運作,以防止加工不良品的情況產生。

圖十二、三菱_ NC Machining AID 結合機器學習
(資料來源:MITSUBISHI 官網)
(3) 其他展示重點
DMG MORI- 數位客戶服務
DMG MORI 透過自己開發的my DMG MORI 服務與生產端的輔助系統TULIP 來協 助客戶,當發生問題時可聯絡客服中心,可共享操作畫面,透過即時的遠端協助,並協助 客戶進行故障排除以達到縮短停機時間的目的。

圖十三、my DMG MORI 服務
TULIP 製造支援應用程式創建平台,是一款無需專業程式設計知識即可使用的製造 支援應用程式創建平台。它幫助企業將傳統的紙本操作程序和品質檢查表數位化,並實 現生產資料的視覺化與流程改進。TULIP 為操作員提供靈活性,能迅速適應產品規格或製 造流程的變化,同時還可與製造現場的測量儀器和現有系統連接,成為推動數位化和流 程改善的理想解決方案(如圖十四)。