机械是什么 曾经有一度认为我所从事的就是机械的全部，直到有{yt}有机会去参观位于台湾新竹的裕隆汽车厂，一进到厂房诺大的空间，只看见机械手来回不停穿梭地焊接着，才惊觉这是机械。再后来又发现远处发出阵阵的金属撞击声，原来是冲床正连续地冲压出一个个汽车的车身，这就是机械。 这已经是约 15 年前的事了。过了两年，我有机会与台湾工业技术研究院机械所合作。好大的技术园区！如果说在园区行走须以车代步也不为过。当初想与他们合作的是有关于伺服控制系统，机械所的工程师们带我们参观他们与民间厂商合作的案例无人搬运车,Machine Center,弹性制造系统……这就是机械。 后来在电视上看到 Discovery 播放的战机、战车…的制造过程，这是机械…… 机械包含的东西太广了,小至人体内的血管支架,大至飞向太空的航天飞机。 基于以上种种，我又何德何能来细说台湾机械发展呢?看来还是谈谈自己的历程似乎比较简单些。容我好好回想这 20 年来的历程吧! 为什么会学机械 在 1980 初期台湾电子并没有那么蓬勃发展，理工科也没有什么特别热门的科系，在学校刚开始学的物理化学科目，总是觉得非我机械本业，但是到后来学了机械材料、力学、机械设计等，才惊觉理化基础的重要。在学工程数学时总觉得这只是应付考试，后来才知晓这是自动控制学科基本的运算底子。一切都是后知后觉，知道得越多也越觉得惶恐，只恨当初没好好地扎根，常常利用寒暑假时复习以往的基础科学。 在学校即将毕业那年，遇到了一个号称“杀手”的教授，至今我还记得他的姓名: 杨琼森教授。杨教授所学的本科是热传递，好像是哈佛毕业的，但是也兼了模具设计这门科目。他在模具设计这门科目的教学很简单，在上了基本观念的学理以后，就是实际设计。 他给了一份模具资料，我记得是一个旧式(相对现今来说)刮胡刀片的连续冲模，就是以前常见中间有不规则长槽的双刃刀片。这学期的功课就是把这冲模的设计图画出来。其中全班同学的设计图不知被退了多少次，修改了多少回才xx合格。记得在学期末时有不少同学的设计图还未通过考核，杨教授还利用假日时间要同学修改 ok 后随时到校找他核图。杨教授的这个教学方式奠定了我往后机械设计尺寸公差配合的基础，对于往后设计工作的顺遂及观念有极大的帮助。 当初这个职业训练过后还可拥有高工学校的师资资格，这个职业训练招收的主要为机械系毕业的人员，科主任本身就是学机械的，所有师资皆是 part time 有实务设计的经验的在职专业人员，而中心里的管理及训练方式则是与德国西门子合作，也就是借鉴德国举世闻名的职训经验。 职训中心自动控制科的目的是机电整合，让机械人有电控的概念及思考逻辑。所学的项目包括：plc 可程控、电子电机控制电路、气压控制及回路设计、工具机设计概念、逻辑回路等。以实务为主,学科为辅,相互印证。结训前要会自行编写 plc、控制自动仓储xxxx、电器控制回路实做测验、气压乙级检定(当初{zg}就是乙级)、还有各教学内容测验,通过了才有政府认可的结训证书。一班只招 由于智宝公司先回函录取，所以就决定去上班。现在想想彷佛冥冥中老天一切自有安排，若是中国时报先回函录取我这一生可能就是搞 plc 了，而机械也许被放弃。 我选择了智宝公司正式开启了我进入产业机械自动化的职业生涯。 进去自动化开发部门的{dy}天跟部门主管见面，主管首先介绍公司状况再说明部门工作内容及目标接着由助理小姐发了簿子和笔，因为开发部门的规定每一个人每天都要写工作日志，将个人{yt}的工作内容记录下来，包含工作情形,问题处理,问题解决,明日预计工作等，不限格式,每星期 5下班前由组长收齐,缴回课长批示，星期 1 下午再发还。这对于我现在面对工作能够养成有条不紊的态度及按部就班处理方式非常有帮助。 {dy}天熟悉公司及部门环境，紧接着隔一个星期一必须到现场为时三个月的实习。大概约 3 个月的现场实习每一星期轮调不同的制造部门，现场实习是直接当现场的作业员，主要目的是要设计者能够了解到现场操作的情况及产品生产过。这 3 个月的实习对于一些心态没有调适过来的人是很痛苦的，往往有不少新进人员还没有实习完就离职了。不过现场实习的安排现今看来让我受益良多，如今我设计的自动化机械能够减少错误及让作业者操作简便，xx是因为这个实习措施的结果，因为我比其它的设计者更了解产品的特性，更了解作业者操作的情形。也让我设计出的机器更符合自动化生产，让操作更加人性化，这是课堂上学不到的，唯有自己亲身体会才会知道。 由于智宝当时在台湾是个大公司，资金雄厚，所以厂内充斥着各式各样的新设备，日本,欧美都有。这个环境让有心于机械设计的人缩短了磨合的时间。日本机器的机械设计的功力及欧美人性化艺术化的设备一再冲击着机械设计者的思维，也强化机械设计者的概念。 过完 3 个月的实习工作后，回到开发部我就接下{dy}个案子。 刚开始时实在不知进度要如何填写，只好向组长求救。跟着组长到制造部观看备委托整修的机器状况，这是个智宝公司参考美式机器而自己仿制改良过的机器，已经将近有 10 年的历史。机器的整修重点为：所有已磨耗的零件必须更新，传动心座若堪用也要拆解清洗，然后更新轴承。若制造现场有提出改善建议或有新的机构构思，也可以重新变更设计，但是原则上不做大的变更，以免过份耽误现场的生产。旧的设备已经都有设计图了，我做的只是将设计图拿来彻底了解一番，以防止拆解后的零件不知如何安装。 在我整修就机器期间，开发部内刚完成一宗大的 case，仿制一台旧式日制充电机(Aging machine)。但是这机器加装了入料不良品判别机构。也许当时日本人认为这机器使用于产品后段制程，不良品应该在前一制程的设备就被排除，可能是当时台湾制程管理还没上轨道，就是有一些不良品入料问题引起设备的停机甚至于故障，所以自行着手仿制改良,而且生产速度比原来的日制品速度更快 1/3。 只是后来又向日方购买新设备时，日方 set-up 人员看到了这台 copy achine。看了一下就问翻译人员说机台面板上的一个约∮8 的孔是做啥用的。当时负责仿制这台机器的工程师,倒也是老实回答说不知道,只因为日制机器也有钻这一个孔。后来这个工程师为了寻求答案，一直请翻译追问用途，追问许久,日本技师后来才回答一句：这是我们钻错孔了! 这个实例一直影响我日后对于机械设计的大胆假设,小心求证的心态。 设备作业程序了解后即规划整修顺序，先拆卸周边零件,再拆重要零件。将要重新更换的零件收集一起,并请购发包。堪用零件则需用煤油或去渍油要彻底浸泡清洁干净，零件清洁干净后用干净之工业用布将油渍擦拭掉，然后上油保存。机架面板若不大亦拆卸清洁，若过大则直接于台面上清洁,尽量做到面板干净清洁。机架则必须将旧漆刮除用砂纸磨平后重新上漆。电器用品除非贵重堪用品否则一律更新。轴承零件全数更新。 {zh0}身边随时携带笔记本以随时可记录重要事项，若非厂内自行研发机器则于拆卸过程中可用数字相机拍摄记录。非厂内研发机器较麻烦,因为没有设计图，所以须一面拆卸清洁一面记录,再一面绘制草图以供请购新零件或以后整修相同机器时可使用。 我的{dy}次设备整修并没有被要求增加新功能，所以进行得较顺利，只是于安装零件时有时会有多出零件的状况，这乃是对设备不熟悉的缘故，{wy}解决之道就是要有耐性拆掉重装，不管有多麻烦都要拆卸重装，千万不要睁一只眼闭一眼，不然后果可能更严重。 也许验机没过,或者造成机件损害,产生噪音。更严重的是造成制造部门生产出一堆不良品，那可要吃不完兜着走啰。到时还不是一样要拆卸重装，多花了辛苦时间却得不到赞赏，所以万万不可有一丝丝投机取巧的心态。 从设备的整修让我对于机器的了解更有实际的经验。足足有两年半的时间我的工作就是整修设备。也许当初会觉得这好像只是个技术员的工作，但是现在想起来这是个打好机械设计基础非常好的垫脚石。 两年半的整修设备时光过去了，若积极认真的人会从中学习到自己不知觉的设计实际经验。对于打混摸鱼的人,在以后若接到真正改良 or 设计工作时，可是会出现更多大小不断的问题。 在我参与整修工作期间，有时也会安插其它杂项工作，像那时台湾正值传统人工绘图及 cad 的转换期，部门主管也有计划性的将旧有人工的设计图转成 cad。这些重任就落在新进人员手上，也只有新进人员踏入 cad 快些，一般的老前辈老是觉得还要学一套 cad挺麻烦的，没有手画的顺,也没有手画得快。 不过的确,那时的 autocad 画起设计图来真的很麻烦，曾经有一度我还是觉得坐在制图桌上画图比较好些，所以一些急件的零件图我都在制图桌上画，只有上级要求转换的图纸才上计算机制图。 当时有一段时间 auotcad 是xx设计给土木工程人员用的，没有考虑到机械制图,因此使用上不是很方便，后来部门的同事带来了一个好东西—cadkey，这是美国设计模具专用 cad，自学了 3 天,真是欲罢不能。这套软件xx以人性思考操作方式，非常容易上手，也因为学了 autocad 才能 3 天就摸熟 cadkey。 要说 autocad 是我 cad 的启蒙，那 cadkey 让我正式踏入了 cad，当然有时也要替老前辈画设计图。我当时只是助理工程师,再上一级是副工程师,再来是工程师、助工。副工及工程师里又分为三级，例如:助工一级,二级,三级等。升迁是以参加公司内专业升等考试为基准，一般的工程师级可以指挥助工帮忙绘图，帮工程师绘图可以学到不少专业知识，像材料,表面处理及机构设计等等。但是就是要勤问也要多动手(组装机械时)。当然有些工程师不太愿意说太多，但是自己就是要不耻下问，从中获取经验和知识。因为{wy}可以肯定的是自己不问,老前辈就当作你会,so 也不会讲太多。 其实身为一个工程师应该不要怕别人的问题，因为教学相长,事实上你愿意教导他人，不但会获得敬重以外,别人也愿意告诉自己一些新的知识，将一些知识告诉了助工,让助工去完成你早就该放掉的工作，如此自己也会更有时间充实自己更上一层楼，所以千万不要怕人学,就怕是自己不会。 原因是当初设计者若没有预留设计空间,而将机器设计成非常紧密地符合当初设计作业条件时,这时你想多安装一个装置或想改变一个机构,那都是困难重重,因为迁一发而动全身,轻则要将其它原有配合动作的机构全部移动位置,重则等于重新设计一台机器了。 所以设备改良往往在考验设计者的耐力及极限,尤其是一般要被改良的设备几乎都是有一段年限,这当中也已经被现场技术人员经过无数次的小改良,所以到了需要设计师来改良时,所接到的case 都不是个容易的工作。 我接到{dy}个设备改良的工作,是将原有旧式小型卷绕机由原来的胶水机构换装成新式日式的胶带机构,也就是原来机器生产的产品是以胶水黏接包裹,现要以胶带方式来完成!原因是胶水之调制需要用纯水来融合,所以该产品还要经过一个特别干燥的程序,另外是胶水之黏接的量不易控制,尤其是当时正开始研发小型化的产品,因为量的不易控制,有时会造成该产品粘有太多胶水,对于后工程作业不利,而且胶水的作业也会造成机器设备清洁的问题。(本处所描述的是以胶水粘接包裹,若是灌胶作业,则问题比较好解决,因年代久远所以就不附图解了) 原本想这只是将当初厂内新购日制机器的机构,copy 至旧设备,应该不难吧？可惜,天不如人愿,要是那么好做,那生产单位的技术人员早就做啦。 首先我的{dy}步是先将新式的日本胶带机构的图先绘下来,因为该机器正在在线生产产品,所以只能利用生产空档绘制,有时甚至要利用假日现场作业人员加班人数少时,协商一台机器停机 copy绘图。 我当初有个好习惯,就是在绘制胶带机构时,若时间允许,我会连其它较新式的机构一起绘制下来。(多学总是没错的,免得书要用时方恨少)拆解新的机器,尤其是正在联机操作的机器要特别小心,不要安装回去以后,机器一启动就造成撞机损坏,所以我们的组长就一直盯在旁边教导以防止遗憾的事情发生。 若是新的未参加生产的机器,在拆解以前,一定要熟读其操作手册及保养手册,并于机器上详加对照,直到了解机器为止,若是已经在联机操作的机器,除了以上动作,还要请作业人员能教导自己操作一遍,不管自动作业,手动作业一定要彻底熟悉,然后再动手拆解机构,如此对于你所拆解的机构才能更加了解它的功用,达成事半功倍的效果,也减少了重新组装错误的发生。 机构拆解前先仔细端详要拆解的机构,去了解它的原理,然后再动手拆卸。在动手拆卸时要确认机器电源已经关闭,{zh0}拔掉插头,以避免危险。这个动作很重要,很多人都因为没做到这点而造成终身遗憾。 机构拆解后,即着手绘制草图,拆一个零件,画一个图；要将拆解的零件依组装顺序排列于干净的白布上或擦拭纸上保持清洁,如此重新安装时也会减少错误。 我本身拆解机构的习惯是尽量不在机器上做破坏性的记号,一般我是用模型用的漆笔(塑料玩具组合的模型,我的经验是日制田宫的模型漆笔{zh0}(两个红星标志)),对于一些因为拆卸后零件无法自行校正位置组装之机构,于拆卸时必须用漆笔做上记号,以防止安装时非原来位置,造成机器受损,在画漆笔时,先将愈画记号的部份的油渍擦拭干净,以便上漆容易；安装完零件后,再用漆笔专用溶剂,将漆擦去,然后上油。 说到这里记得我曾经碰到过一个台湾机械厂,他们当初想copy 日本机器,但是日本方面对于卖方考核严格,故迟迟无法购买；刚好他们获知新加坡有人 copy成功,故转而委托熟识的台湾小型生产工厂代为向新加坡购买。当机器运来台湾后,该公司未等新加坡set-up 人员来台,即派员前往拆解 copy,又借故延期新加坡技术人员来台时间,如此匆忙行事,所以于机器重新组装时虽然有做记号(用划线针),但因为机器蛮大的,组装也不确实,等新加坡技术人员到来,花了许久功夫,机器竟然无法启动起来,{zh1}协议退机,当时该公司还洋洋得意,copy 了机器且又省了荷包。但是后来他们的机器花费了不少人力物力也没 copy成功,因为连最基本的操作程序都 不过我深深感受到 copy 机器是进入独立设计的快捷方式,但是要如何 copy机器才会不但令自己的技术更上一层楼,又不会让人认为只是没有技术的 copy 呢?这个我将来会说到。我是经过整修、改良、copy 的历练才到今天的设计。 好不容易花了将近 3 个星期的时间,将日制新的胶带机构的草图画完,先将其转成 cad 檔,以新机器编号存盘,画好零件图再画组装图,然后出图盖上个人的圆形日期章,呈给组长检图,组长详细的检查公差尺寸配合,材质,表面处理,热处理….等有无问题,若有问题则发回重改,然后在呈至课长核图,课长也会检查图纸是否有误,但只做重点式的检查,{zh1}呈给经理做{zh1}的核图,经过经理一盖章代表该图可以对外请购,发布。 日制的胶带机构图完成后,再来的工作就是旧式的机器改良,拿了图反复地在旧机器前面对照,就是无法依样 copy 至旧机器上,原因是空间太小了,新的机构根本无法安装,左思右想,跟组长商量后于每周的课内会议上,向上级呈报必须重新设计新的机构,原本上级指示的照样 copy 无法完成,且工作天数务必向后延误。 但是也因为有了日制胶带机构的参考,令我有一些新的想法,不会摸不着头绪,{zh1}胶水改成胶带机构的案子虽然已经改好了,但是我认为是个失败的案例,因为旧机器空间的限制我改的胶带机构于一般性产品可以用,但在小型化的产品却无法使用,因为小型化之产品胶带与产品同宽,不容有大的误差,误差只允许±0.05。不过 不是每个改良工作都会成功的,失败的也不少,但是对于个人而言,不管成功还是失败,从中可以获得不少经验,就是失败了也可以学到一部份设计的技巧,不要因为失败就把其中可学习的技术忘得一乾二净,如此成功加失败的经验累积将会造就你将来在工作上的惊人之举，不久的将来公司将会对你另眼看待。 开发新机器就如买彩劵一般,{wy}可以确认的是你买了不一定会中,但是你要是不买那肯定不会中。这是老板和研发主管应有的观念。机械设计工程师要想办法快速学习,用心吸取经验,以换取将失败案例减至{zd1}。 新的日制机器入厂一段时间后,大家都摸熟了,也慢慢了解到机器有些改善的空间,厂内也针对问题做了一些改进,这是当时智宝公司能执业界牛耳的其中一个原因,因为两家生产相同产品的公司,买了同样的机器,类似的生产规划,却发生极差异的竞争力,就在于会不会使所用的设备生产{zh0}的品质,做出{zh0}的产能效率.所以业界当时一直搞不清楚为何跟智宝购买同样的机器,为什么无法产出跟智宝一样的品质和产量,后来因为如此引出了一些挖角事件。 公司在与日方接触的期间,曾经要求日方对于未来我方采购的机器做适度变更的要求,但是日方表示有困难,甚至研发部主管还亲自带日方技术人员观看改善后的成果,{zh1}还是不能获得日方同意依我方要求变更。公司经过研议后决定自行 copy 机器，这是公司自 10 几年前 copy 美国机器后的大案子,让我有幸参与其中。 arco 公司的行销发费大的成本,特地自意大利运来一台 demo机。我不知当时公司决策是如何订定的,后来竟决定 copy 日制机器与购买 arco机器双头并进,这又是落在我身上,虽然工作量不少,但是我却兴奋于这个学习的好机会,再也找不到有人愿意出几百万元(台币)的成本供自己不但免费学习又有薪资可拿的事情.我当初真的怀着这种心情,每天快乐地工作。 |
