建立五軸工具機技術助業者脫離紅海（五軸工具機技術）

為推動工具機產業實力升級，工研院機械系統研究所的工具機技術團隊藉由推動機械準確性共通基礎技術，將工具機精度由微米提升至次微米，產品等級由中品級提升至高品級。臺灣工具機產業過去搶攻全球市場，主要是靠平價機種，不論精度、效率、質量及穩定性和德國、日本等領導品牌有相當差距。面對韓國在工具機技術急起直追必須提升產業技術以保有目前工具機優勢。有鑒于此工研院機械系統研究所工具機技術團隊積極投入五軸工具機研發，以期為臺灣工具機產業打開活路。
整體而言工具機技術提升的方向，主要就是建立工具機切削加工精度、精密運動控制技術深度及發展信賴度技術，工研院機械與系統研究所智慧機械組組長蘇興川強調技術水平的提升可促使產品價值提升數倍，協助臺灣工具機產業擺脫競爭紅海。據了解工具機產品平均單價約為德國的二分之一、日本的萬分之三，陷入低價競爭的局面，因此極需藉由產品升級擴展利潤空間，并促使產業朝高附加價值方向發展。

建立五軸工具機共通技術、縮短開發時間

此次計劃主要鎖定五軸工具機的研發。相較于三軸機五軸工具機多出兩個機構上的自由度可資運用，此二個自由度多半為轉動式。蘇興川進一步指出五軸工具機的開發成功具有兩項意義，其一是五軸工具機能制造三軸機所無法做出的特殊形狀；第二項意義則是五軸工具機能進一步實現生產自動化。
五軸工具機的附加價值較高，相對的生產及操作難度也很高，因此目前國際上能制造五軸工具機的廠商僅為少數，能成功制造出五軸工具機便代表該地區的工具機技術已達到更高的境界。簡而言之五軸工具機的制造是判斷一個地區工具機產業水平的主要指標。如今工研院團隊成功開發五軸工具機，代表臺灣工具機產業已能與其他先進地區并駕齊驅。
為協助產業提升水平，此科專計劃首重建立扎實的共通技術基礎，這些共同關鍵核心技術可分為兩大部分，分別為高精度機臺設計共通研發平臺及控制與軟件共通研發平臺。前者包含精密進給設計、兩軸旋轉軸設計及精度穩定結構設計；后者則包括在線防碰撞加值軟件、加工模擬加值軟件及人機界面加值軟件等。
這些五軸工具機技術除了來自此工研院科專計劃外，項目團隊還為加入新世代五軸工具機研發聯盟的廠商規劃了德國取經之行，蘇興川表示這些業者遠赴德國，所學到的不僅是制作一臺五軸工具機所需的各種技術知識，甚至是觀念的徹底顛覆。新世代五軸工具機研發聯盟整合了臺灣工具機業界的六大主力業者，投入研發經費約二點六億，主要目的是根據未來新興科技，例如生醫、航天及綠能產業等等的應用需求，開發出六款機型，帶領五軸工具機產業對準未來市場趨勢。

德國五軸工具機取經之旅顛覆思考方式

一般工具機業者與他人合作多是購買圖面再依樣畫葫蘆，僅能取得訣竅，而研發聯盟前往德國學習，則是要了解高階五軸工具機的制作原理，也就是訣竅。談及此次德國學習之旅蘇興川深覺收獲良多，研發聯盟將此次的學習稱為五軸工具機鏡子項目，不同于過去業者多是花錢買技術，我們是付錢買員工的學習過程。此次德國學習之旅前后持續兩年之久，其間每次約停留兩星期，總計來回六次之多。
剛開始聽說要去德國大家很興奮，但實際情況卻是待了一星期就受不了，生活不習慣，但是大家還是堅持下去。從設計、分析、生產到驗證，經過每個環節的徹底拆解及學習，最終的成果便是能靠一己之力完成機臺的制造。蘇興川并強調此次的收獲還在于學習德國人的思考方式，然而這過程非常不容易，雙方經過許多磨合。
他舉例子說明臺灣人和德國人的觀念差異，同樣要制造一只杯子，臺灣人可能就是將市面上最暢銷的杯款改成自己的杯子，在很短的時間內就可以搞定這件事。但是德國人的做事方式則是截然不同，他們會花三個月討論影響杯子形狀的各種因素，甚至是做出所有可能的杯子形狀后再進行討論。將這樣的思考過程放在工具機的制造上，就是必需反覆討論影響性能及精度的各個因素，針對各種設計進行評比后，再就最可行的方案進行仔細分析，之后又是一輪討論后才決定最后方案。
由以上可知雙方的邏輯思考差異之大，所以在學習之旅初期，臺灣人員會質疑德國人的做事步調太慢了，但是德國人仍然堅持必需扎實地走過前端作業的各個程序之后才實際動手。在臺灣人員耐住性子學習德國人的思考方式后，也深覺縝密的思考雖然節奏慢，但是卻能節省后段不斷試誤的時間。
為了成就此次的五軸工具機鏡子項目，工研院項目團隊花了不少心思；必需透過各種管道尋求德國中小企業同意傳授技術知識及帶領實作。這是個不簡單的任務，因為德國工具機產業其實頗為封閉。蘇興川談及如何突破德國工具機業者的心防，我們主要鎖定德國中小企業，這些廠商在老一代的經營下，多數僅鎖定國內市場不愿走向國際，但我們觀察到現在德國許多中小型工具機業者多已由年輕一代接受，而新的經營者較有走出德國的意愿；尤其是希望能打入亞洲市場。
德國中小企業業主有邁向亞洲的想法，然而未必可掌握管道，看準此點項目團隊便以雙方合作可互蒙其利的角度出發，說服他們愿意將技術知識分享出來�？朔ㄇ爸米鳂I在內的種種困難，新世代五軸工具機研發聯盟的六家業者最后皆成功開發驗證載具，完成五軸工具機鏡子項目。這些機臺分別是亞崴的高精度天車式五軸工具機、程泰的復合化多軸車銑加工機、臺中精機的動柱式銑車五軸工具機、永進的高精度兩軸直驅加工機、百德的動柱式車銑五軸工具機，以及大立的直驅式臥式五軸工具機。

五軸工具機價值高、兆元產業有望

過去這些業者多是生產銷售三軸機，附加價值相對較低，而這些五軸工具機技術的開發能協助業者擺脫價格競爭的困境。蘇興川強調聯盟的功能除了提供業者共通技術，使其能縮短研發時間外，還有一個重要作用就是在聯盟成立之初就協調各家業者開發不同的機器，如此才不致于大家一窩蜂開發同樣的機器，如此難保在未來不會又淪入惡性競爭的境地。透過彼此的分工及協調業界才能一起走出紅海，投入另一片藍海市場中。展望未來工研院團隊仍將積極建構本地高階五軸工具機產業，帶領臺灣成為高階工具機供應商之列，同步提升相關應用產業競爭力，開啟工具機產業兆元產值新紀元。

五軸工具機組長蘇興川感言

主導臺灣六家領導廠商與德國公司合作，建立高階工具機研發工具、關鍵組件技術及精密組裝訣竅守住關鍵人才。并以高階工具機技術帶動前十大工具機廠導入五大關鍵研發聯盟，提供產業在性能及效能提升所需之關鍵核心技術，提升精度十倍及建立訣竅軟實力。主導臺灣工具機二十余家主力廠商新機種研發四十余種，也協助臺灣放電加工機從無到有，成為世界第三大慢走絲生產基地生產國。藉由機械準確性共通基礎技術推動，將工具機精度由微米提升至次微米，是推動工具機產業邁向智慧化的主導者及整合者、工具機產值倍增及百億級旗艦廠的推手。團隊很慶幸能加入工具機這個溫暖有活力的產業，價值來自持續的深化，獲獎靠團隊努力，解決次微米加工機研發、控制器壟斷問題。

來源：東莞市川井機械設備有限公司

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建立五軸工具機技術助業者脫離紅海（五軸工具機技術）

建立五軸工具機共通技術、縮短開發時間

德國五軸工具機取經之旅 顛覆思考方式

五軸工具機價值高、兆元產業有望

五軸工具機組長蘇興川感言

建立五軸工具機共通技術、縮短開發時間

德國五軸工具機取經之旅顛覆思考方式

五軸工具機價值高、兆元產業有望