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    工具機是什麼?為什麼被稱為「機械之母」?

    工具機被稱為「機械之母」,為製造業中不可或缺的的一部分,雖然許多人對這方面已經有很多專業知識,但可能對他的演變與未來發展可能不是十分了解,今天就為各位簡單介紹工具機與它的發展。

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    工具機是什麼?

    根據國際標準機構(ISO)與美國工具機博覽會(IMTS)針對工具機所下的定義為:「一種利用動力驅動且無法以人力攜帶的設備,藉由切削、衝擊等物理、化學或其他方法的組合,達到加工物件目的之機器皆可稱之為工具機。」工具機一般可用於做其他工具的成型、切削與連接。

    從車、銑、磨、剪斷、到雷射加工等設備都屬於工具機,隨著科技進步也帶動相關的周邊設備開發,也有像是PCB鑽孔機、晶圓切割機等被歸類成工具機。工具機又能依加工的類別不同分為數十種,像是車床、鑽床、銑床、磨床等與近四十年來才興起的綜合加工機,能擁有銑、鑽、搪多項功能。

    而依照應用範圍可歸類成兩大群,泛用型工具機與專用型工具機,前者較不受加工件的重量、大小與形狀的限制,加工範圍較大能彈性加工,但操作需要具備較多專業技術,像是對工具機特性的瞭解或是刀具的選擇等,而後者多半是為了大量製造而產出的工具機。  

    工具機的演變

    工具機最早的雛形為公元前兩千多年出現的樹木車床,利用樹枝的彈性使工件藉由繩索帶動旋轉,手拿貝殼或刀片作為刀具,沿著板條移動工具並切削工件,到了十五世紀後為製造鐘錶與武器,開始發展出各種車床、鏜床與螺紋加工工具機等草圖,並已有飛輪、頂尖與軸承等構造。

    工業革命推動了各種工具機的產生,甚至實現機動進給與車削螺紋,為工具機結構的重大改革之一,從十九世紀開始工業技術發展逐漸從英國移至美國,並隨著電動機的發明,工具機開始採用電動機,至二十世紀初從單一的車床已演化出銑床、刨床、磨床等,為往後的生產機械化與半自動化創造許多條件。

    1920後機械製造進入半自動化時期,液壓與電器元件逐漸應用在工具機與其他機械上,至第二次世界大戰後,數控與群控工具機的出現,進入了自動化時期,能利用數字將加工程序、要求和更換刀具的操作數據進行儲存,並對工具機發出指令以達到加工需求。經歷長久的發展,工具機也逐漸發展成熟,擁有「機械之母」的稱號。 

    工具機產業鏈

    近幾年來,因市場需求的攀升,工具機的生產基地有逐漸往亞洲發展的趨勢,而工具機產業鏈其實也在台灣中部形成了一個產業聚落,早期多以國外引進的先進技術設備進行複製與改良,再以低價的方式主攻東南亞開發中國家市場,近幾年的技術累積,也發展出很多自主研發的中高階機種。工具機的應用範圍廣泛,包含航太、國防、汽機車、生醫或電子等,而台灣生產的工具機則主要以一般零件、3C產業、汽機車工業等居多,在產業中扮演不可或缺的角色。

    工具機未來發展

    為了符合因應需求,現今的發展主要多往提供性價比高的優質產品,以及客製化系統整合與服務發展,透過工具機硬體的升級,搭配機械手臂與自動化製程,大幅降低成本,也有些廠商朝向開發複合材料加工的工具機,以符合材料替換的趨勢,另外透過軟硬體結合的方式,配合高技術價值的控制器,能提高加工精度,進行數據的蒐集與狀況分析,實現客製化的系統服務,達到更高的生產效益。模前在技術演進與工業需求下,工具機已不再只能滿足單一需求,也朝向趨於複雜的多功整合。

    主圖photo by 攝影師:Daniel Smyth,連結:Pexels

    參考網站 痞客幫 / myMKC / 每日頭條 / 股感

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