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科技專案成果

新創事業-盟英科技股份有限公司
發佈日期:2021-04-21
單位:財團法人工業技術研究院
案例年度:2020
簡介:
打造機器人王國 諧波減速機是關鍵
臺灣可以從PC王國變成機器人王國,其中最貴、最關鍵的元件即是諧波減速機(Harmonic Drive, HD),這是過去國內無法突破的關鍵技術。新創事業-盟英科技利用移轉自工研院的技術,自主開發諧波減速機,突破國際大廠限制,達成機器人全國產化目標,提升國內機器人產業競爭力。未來盟英將與科技大廠合作開發新型機器人,預計月產能1,000組。

特色:

獎項名稱:新創事業獎
執行單位:財團法人工業技術研究院機械與機電系統研究所
計畫名稱:機械與系統領域工業基礎技術研究計畫(3/3)
資料出處:109年度經濟部技術處法人科專成果表揚成果專輯
 

團隊合照

▲ 團隊合照
 

諧波減速機(Harmonic Drive, HD)是邁入智慧機器人時代必須突破之重要技術,也是臺灣發展機器人新產業的關鍵,而諧波減速機的購置成本佔機器人成本超過35%,交貨期長,為臺灣機器人產業發展的斷點與缺口。有鑑於此,盟英科技公司運用移轉自工研院的關鍵技術,成功自主開發諧波減速機,為機械產業提供最有力的支持,協助智慧製造與應用的實現,並以創新技術為基礎,帶動產業升級。
 

對此成果,盟英科技公司最大股東盟立自動化公司孫弘董事長讚賞團隊:「精密諧波減速機做成功了,對國家很有貢獻。」盟英科技的股東包含盟立(SI)、和大(齒輪)、建信啟記(零組件代理商)、多春等上中下游供應業者,目前員工人數為41人。
 

盟英的諧波減速機目前已進入新設生產線、少量生產與客戶送樣驗證階段,銅鑼科學園區廠則預計於2020年12月完工。未來已規劃透過垂直整合及合作,朝向諧波減速機機電整合、客製化設計及智動化生產等目標發展,提供客戶最完整的解決方案與支持國內創新應用產品開發。
 

此計畫並規劃執行多項業界場域驗證,包括:六軸機器人、半導體設備移載機器人及創新輔具機器人等,有效提高技術成熟度及技術可商業化價值,降低新創公司前期投入的風險、提高成功機率。另與多家廠商合作開發諧波減速機製程,使國產化供應鏈逐漸完整。
 

國產化機器手臂

▲ 國產化機器手臂
 

突破壽命瓶頸 寫下里程碑
 

諧波減速機開發計畫最初萌芽於2012年,團隊當時已建立初步的設計及製造的方法,成功完成首顆諧波減速機的雛形機製作,並進行超過100小時的耐久壽命測試。研發過程不易,精密度要求高,但是關關難過關關過,也奠定團隊對於此項技術發展的信心。
 

接著隔年又完成6款工業機器人用的諧波減速機設計開發,為了能夠更清楚掌握諧波減速機的性能特性,於是將資源投注於設計開發平台,以及各項性能測試台的建置,也讓諧波減速機開發技術逐漸深入及細化。
 

結合技術與經驗,2015年首款諧波減速機的耐久壽命測試,成功運轉超過14,000小時,此一性能上的突破,打破過去諧波減速機壽命不足的瓶頸,也寫下國內諧波減速機技術發展的重要里程碑,帶動科技創新,達成與指標廠商日本Harmonic Drive System相同的性能水平,突破過往技術掌握在日本的窘境。
 

關節模組

▲ 關節模組
 

小型轉旋平台

▲ 小型轉旋平台
 

仿生機械人手iHand雛型

▲仿生機械人手iHand雛型
 

帽型中空軸

▲ 帽型中空軸
 

帽型一體式

▲ 帽型一體式
 

擺脫國際大廠壟斷 建立國產化能力
 

於2016年後,已建置完整的諧波減速機開發、製造及性能驗證能力的團隊,首先設定半導體設備的傳動應用,開始進行諧波減速機的場域測試,於客戶端經過12萬次耐久壽命測試後,成功取得首次的客戶小批量開發訂單,逐步拓展場域應用,包含輔具機器人、六軸機器人及晶圓移載機器人等場域應用,使國內業者可擺脫國際大廠壟斷,建立機器人關鍵零組件的國產化能力。
 

諧波減速機技術開發過程就如同一場接力賽跑,每一個棒次每一個階段都是重要關鍵,因為有每個階段團隊成員的投入及付出,才能使技術能量不斷累積,突破各個階段瓶頸,以創新技術為基礎,帶動產業升級。論,發覺每個產業分析師對於自身產業領域發展動態掌握度極高,也發現每個產業對於AI需求不同,因此本研究轉而從產業特性與需求角度切入去看AI可著力之處。
 

盟英科技股份有限公司(銅鑼科學園區廠)

▲ 盟英科技股份有限公司(銅鑼科學園區廠)
 

朝向機電整合發展 推進自動化
 

盟英科技的創立,為臺灣產業帶來許多實質協助。該公司發展整合設計、精密製造與專利創新等技術,推動國內傳動產業由剛性齒輪傳動,進一步邁入高值化的撓性齒輪傳動領域,促成六軸機器人全國產化,並解決國內自主產業鏈之缺口。此外,建立諧波減速機的自主設計與製造技術;提供快速客製化整合技術,則使得臺灣產業得以突破國際大廠的限制。
 

再者,自主技術與產品供應能量的建立,能夠支持與驅動國內創新應用產品的開發,例如輔具機器人、智慧關節等創新產品。與國內半導體設備維修產業的合作,除滿足廠商對於諧波減速機的需求外,並定期提供諧波減速機檢修及保養服務,發展客製化維護商業模式。
 

新創事業未來將進一步整合馬達技術,朝向諧波減速機機電整合、客製化設計及智動化生產等目標發滿,提供客戶最完整的解決方案,創造國內自動化產業發展的新契機,也能帶動國內機械產業朝高值化產品發展,例如:發展小型精密旋轉工作台,並可結合精密機械業者,例如工具機等產業,形成完整的產業聚落。
 

成功心法Box
 

  1. 整合創新齒型、柔輪剛性控制、公差分配控制及微粒子表面處理等技術,實現低傳動誤差(48~120 arc-sec)與高運轉壽命(>7,000小時)。
     
  2. 以柔輪形變與剛性調整技術,控制嚙合齒印大小與區域,達成高嚙合齒數比(31%),以有效分散撓性齒之接觸應力值,實現高耐久精度維持之效果。
     
  3. 導入CPS加工線上公差分配控制等精密製造技術,提高諧波減速機精度等級與生產穩定性。
     
  4. 系統化專利佈局及國外目標競爭廠家智權分析,有利於擬定新創公司智權策略。
     

【專家推薦】
 

盟英科技股份有限公司於107年10月成立,該公司關鍵技術移轉主要來自於工業技術研究院,其中有5項專利、研發20項產品,再搭配該司自主擁有的電腦分析設計(CAD/CAE)研發能力,可依客戶的需求設計客製化規格;因此成立至今不到二年,實收資本額由2,500萬迅速增資至2.6億(109年5月29日增資)。專業生產製造機器人關節模組及諧波減速機,透過股東及計畫團員具有機械產業的上中下游之專業技術資源優勢,其生產產品具有「高精度、高負載、體積小、傳動穩定」等特色。因此具有國內諧波減速機自主設計與製造技術,提供快速客製化的整合技術,突破國際大廠之限制。
 

核心技術以創新齒型設計技術為主,再透過整合創新齒型、柔輪剛性控制、公差分配控制及微粒子表面處理等技術,可實現低傳動誤差(48~120 arc-sec)與高運轉壽命(>7,000小時)等規格。另有柔輪形變與剛性調整技術,可達成高嚙合齒數比(31%),以有效分散撓性齒之接觸應力值,並導入CPS加工線上公差分配控制等精密製造技術,提高諧波減速機精度等級與生產穩定性。因此促使國內傳動產業由剛性齒輪傳動進入高值化之撓性齒輪傳動領域,促成六軸機器人全國產化,並解決國內自主產業鏈之缺口。也因此技術與產品供應能量之建立,可支持與驅動國內創新應用產品開發之機會,例如:六軸機器人、半導體設備移載機器人以及輔具機器人等創新產品驗證。因這些豐功偉業而獲得新創事業獎,實至名歸。


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