自動化設備產業鏈分享

自動化設備包含各種標準(如車、銑床...)、產業專用(飲料杯封蓋機、射出成型機、輪胎組裝設備...)、客製化設備(自動化物流設備、研發設備...)等，
不論設備屬於何種類型，
基本上完成一台設備需要的材料可簡單區分為機構件跟電控件，
加上人工(專業服務)整合成為一台完整的機台進入到使用者端。

所以產業鏈上若比照一般慣用的上下游產業鏈來看：

上游：
材料、元件供應。

中游：
元件整合設計與組配、測試。

下游：
銷售與服務。


自動化設備上游產業狹義的定義來看有三大類：
元件供應商、零件加工製造公司、專業技術服務公司三種。

元件供應商，例如：

驅動元件：馬達、氣缸...
傳動元件：齒輪、皮帶、螺桿...
導引元件：軸承、直線軸承、直線軌道...
感測元件：極限開關、光電開關、溫度、光、電、影像檢測...
控制元件：液氣壓控制閥、按鈕開關、單晶片、PLC、馬達控制器/驅動器/變頻器、PC、軸卡、控制卡、IO卡...
結構型材：型鋼、鋁擠型...
五金：把手、樞紐、調整腳座、移動輪...
其他元件、模組化產品供應商。
這些元件通常是原廠透過經銷商，甚至是專業五金行進行銷售。

零件加工製造公司
另外有文章提到過一般設備公司很少會自己加工製造零件，最多是修改零件，將零件委外給備有專業機床的公司，
這些專業機械加工廠，很多都是小型公司，老板兼師傅，或者是請一些師傅幫忙，相對間接成本較低，但是因為長期操作與使用加工機，技術能力強就有接不完的單，
數量最多的就是焊接、車床、銑床、磨床、鈑金(雷切+折等)，鑽跟切斷幾乎都是必備，
另外有些廠商會重資購買大型或高精密或特殊加工機，專門製作一些特殊零件，在市場上也另有其特色。

專業技術服務公司
這一個部份比較特別，例如有的公司要量測振動、要作結構分析、熱流分析，
但是自己公司沒人會，
而且可能還要買器材、軟體，要找人，
但是這些特殊需求的量分攤這些費用支出划不來，急著用時間上也來不及，
那就只好找具備相關專業技能的公司，將相關服務委託外包，
之前在 CAx 經銷商工作時就有經手過包括：應力分析、熱流分析、Inventor導入輔導、參數化設計模型製作、客製化軟體應用課程等等，都可以跟廠商收取一些專業服務的費用；
另外一種"特別"狀況是將規劃、設計、搭配設備委外設計、製造的服務；
以上這些"特別"服務項目部份原本屬於設備公司應該自己作的工作，但是因為人力/能力/時間因素而必須委外，透過規格洽談將專業工作外包；
其他常見的就是振動量測、雷射測距儀精密量測、噪音量測、行銷動畫製作等等。

自動化設備中游產業
其實就是設備廠或設備單位自己，
包括設備公司，主要工作就是規劃、設計、組配等，
有時會將組立、配管、配電等工作外包給下包商。

自動化設備下游產業
在設備交付給客戶前，中間經常會有經銷代理的公司，這種現象尤其是國外設備最常見，
經銷代理商在設備廠跟客戶中間安排負責談訂單、議價、行程安排、工廠參訪、會議討論、售後服務等；
只有少數大型設備公司自己也有在台灣設立分公司，例如優貝克(ULVCA)，會完全跳過經銷代理商，直接由台灣分公司處理。

所以要開一家設備公司其實也很麻煩，上下游資源都要建立完善，公司才能很順利的運作。

參考：
1. 機械業產業鏈報告，2004，劉信宏
2. LCD產業鏈報告，2004，黃仲龍

零件上的鑽孔攻牙設計注意事項

零件固定經常會使用螺絲固鎖，

因此鑽孔攻牙是在零件設計上幾乎是必備的，

鑽孔攻牙雖然看起來簡單，卻有很多小細節需要注意。

首先是孔的型式，
常見的有通孔，相對的有盲孔，
再來是一種直徑尺寸到底的直孔，相對的兩段直徑尺寸的沉頭孔，或錐孔，
最後是孔內有螺紋(牙)，相對的沒有螺紋，
螺紋的規格又更多了，公制、英制、平行、錐度、管用…

Inventor 2019 孔特徵對話視窗

以上幾種型式可以組合成多種孔的型式，
在 Inventor 的孔表格標註中總共有50幾種組合(不含螺紋規格變化)。

Inventor 孔註記型式

不過其實常用的還是直孔(通/盲孔、有/無螺紋)，沉頭孔、埋頭孔，再加上接管用的椎孔(管牙)。


如果沒有特別要求孔尺寸的精密度，一般的孔會以"鑽"的方式製作；
如果是精密直徑尺寸的孔，通常是使用較小尺寸鑽頭先用"鑽"的方式做一個小孔，
再以絞刀"鉸"出精密直徑尺寸的孔，鉸刀移除材料的方式跟鑽頭不同，可以製作出內徑尺寸較為精準 ±0.1 的孔，
精密直徑尺寸的孔一般會稱為“鉸孔”；
如果要作到 0.01mm 的更高精度就必須使用“搪孔”，
不論鉸孔或搪孔，基本上都會先“鑽”一個小直徑的孔，再“鉸”或“搪”到要的孔直徑尺寸精度跟孔內的光滑程度要求。

至於孔的位置精度會跟使用的設備與操作方式有關，
例如像一般直通孔算是最常見也是最容易進行加工的，
通常少量且位置精度要求不高的情況下，
以人工使用鑽床搭配需要的鑽頭直徑直接鑽就對了！

圖片來源：Makita

相對的精度是 0.5 mm 起跳…

如果是大量的直通孔，就會上CNC鑽/銑床，

圖片來源：ProArc

以程式控制進行不同孔徑跟不同孔位置的鑽孔，
其實現代CNC的精度很容易可以做到位置精度在 0.1mm，
相對人工手動鑽孔尺寸精度在 0.5mm 好很多。
但是如果材料是軟材料，例如塑膠、橡膠、鈑金等，
因為固定變形跟加工變形量較大的關係，
孔位置精度就很難很準，
如果在鈑金件上標示孔位置精度要 0.1、0.5 mm，是很容易被加工師傅心裡暗幹外行的。

如果在工件上有多種孔或不同尺寸，必須更換鑽頭，
每更換一次鑽頭就會浪費一點時間，
增加作業成本，
孔徑、螺紋變化大時累積的作業成本就很可觀，
在零件加工製作程序成本上就會有很大的影響。

既然孔的型式有這麼多種，
設計上當然就要小心注意相關的配合要求，
尤其是要注意加工上的限制與衍生的成本問題。

大量製造塑膠跟橡膠製品的螺紋孔，如果講究，通常會在射出時直接埋入螺紋襯套，

不考慮頻繁拆裝的乾脆留個小孔配合自攻螺絲，根本不鑽螺紋；
很多木製品也是用這種方式，木製品更省錢的方式是直接打空壓釘，鑽、鎖的動作全部都省略掉。

直孔另外一個要注意的是深度與直徑比，
小直徑鑽頭的強度自然會比較差，準直度也容易受到外力影響，
直徑小於2、3mm的孔或螺紋要鑽孔甚至深孔，其實是很困難的，
尤其一般市售的鑽頭直徑配合的長度會有一定的限制；
通常深度在直徑 5倍 以下都算是容易鑽的，以手動鑽床通常不會有太大的問題，
甚至對一些大直徑，或相對鑽頭軟材料(例如木頭、塑膠等)，10 倍的深度直徑比通常也很容易，
所以如果加工材料硬度高、或者使用小直徑鑽頭，就要小心深度與直徑比的限制，
不過一般來說，機械設備零件少有深孔加工的需求，
但是在模具業，因為模具內的冷卻水路需求，
深孔加工在模具加工業就相對是很常見的需求，
加上模具鋼通常比一般中低碳鋼硬，
也配合開發出不同深孔鑽方法與工具，
不過更進步的技術會以3D金屬列印出異形水路，
擺脫以往的直孔鑽孔加工，
有點離題了…

前面的描述在於提醒要注意鑽孔深度跟直徑比例要在一定的合理範圍內，
太大會很難加工，必需使用特殊鑽頭，自然會增加成本。

第二個可以留意的是沉頭孔，
一般沉頭孔是屬於大小直徑組合的螺絲鎖孔，
雖然大小直徑可以自由指定，
但是實務上有符合各國標準尺寸的沉頭孔成型鑽頭，
也就是鑽一次大小直徑的孔就可以完成沉頭孔鑽孔，
不需要換不同直徑的鑽頭鑽兩次；
在加工時間成本上會比較有利；

內六角螺絲用沉頭鑽頭，圖片來源：蘇氏精密

埋頭(平頭)螺絲適用的錐孔也是：

埋頭螺絲用沉頭鑽頭，圖片來源：蘇氏精密

如果埋頭或沉頭的大小徑指定其他尺寸規格，那就要換鑽頭，時間成本就會增加。


第三個要注意的是攻螺紋，
螺紋的規格還蠻多的，
首先是一般常用在固鎖用的公制或英制螺紋，
不同螺紋徑又分牙距的細牙與粗牙，
還有根據特定用途的螺紋規格，
例如管用螺紋，一般又稱管牙，
又分平行或有錐度的管牙，
所以攻螺紋要決定螺紋規格、直徑、粗/細牙，
還有螺紋深(長)度…
其中螺紋深度一項最容易被忽略，
原因是一般市售螺絲攻不同直徑有一定的螺絲攻長度，
如果要攻深螺紋要買加長的絲攻，成本就會比較高，
不是想攻多長的牙都可以。

補充一點，盲孔攻螺紋要特別小心，一般螺絲攻尾端是有錐度的，所以實際上標示 12mm 的螺紋深度，可能只有8～10mm 螺紋有攻完全，剩下的2～4mm其實螺紋徑會太小，螺絲會是不進去的；
也就是如果預計螺絲有10mm長鎖進螺紋，螺紋深度至少標12mm會比較保險，甚至要標到15mm深。

另外攻牙通常需要先鑽一個小孔徑的孔來使用，參考連結，
孔太大螺絲配合間隙會太大，
孔太小攻螺紋會比較費力耗時，甚至造成螺絲攻損壞；
如果是攻盲孔，甚至會分引孔，第一攻、第二攻跟第三攻，
總共四次，牙才能攻完全，
當然這是比較講究的加工方式，省錢的作法就是引孔，使用第二攻尺寸完成螺紋。

孔螺紋加工會根據材料不同而不同，
機械上的鈑金件，有的是直接攻螺紋(至少要有2~3個以上的螺紋)，
講究的會鑽孔加拉帽或焊接螺帽，那在鈑金上鑽一個孔配合拉帽或螺絲即可：

拉帽，圖片來源：螺峯金屬

有的是利用冲孔的餘料作螺紋...

一般鑽孔攻牙並不難，而且數量就是必須配合元件或一定的鎖固強度標準，
主要差別還是在於對加工時間成本的影響，
當然特殊尺寸鑽頭、絲攻的成本也是要小心注意，不要故意挑奇怪的規格。



參考資料：
YAMAWA，加工問題之知識錦囊
碧威網頁，鉸刀
UNISIG，深孔鑽

有關 UBike(YouBike) 的使用

可以騎自行車上班對我來說是一件很幸福的事情，
將騎車運動跟上班通勤結合在一起，
距離、路線條件適當的話，
騎自行車上下班甚至比開車、坐公車還快。

一開始是騎新北市推的藍白色公共自行車，

圖片來源：ETtoday

好在當時的市長(朱)很果斷的停掉，
改引入台北市運作已經很成熟的 UBike 系統，
現在新北、台北、桃園的 UBike 可以互相騎來騎去，
雖然通常不會有人特意騎很遠，
但是對居住在縣市交界的居民來說，
經常會來往兩縣市之間，
同一個系統這是非常、非常重要的。

另外像新竹、台中、彰化部份地區也有引入 UBike 系統，
只要在一個區域註冊過，
其他地區都可以直接使用，非常的方便，
例如去大甲、竹南、高美濕地也都有，

更新：新增嘉義、高雄、台南、苗栗、屏東現在也都有Ubike。

圖片擷取自：微笑單車網站

從一開始六都中的台北、新北、桃園、台中使用 UBike系統 (KMT市長與巨大集團)，

另外兩都：台南跟高雄，陳、賴兩位市長充分表現出硬頸的精神，
硬就是要台北用的系統不同，
DPP市長不願意給巨大集團，
高雄市給美利達集團；
台南超厲害，市政府交通局自設系統，
因為是各自建立獨立於 UBike的不同系統，
所以到了高雄、台南必須要另外註冊，
台南線上註冊網站：https://tbike.tainan.gov.tw/Portal
高雄公共自行車線上註冊網站：https://www.c-bike.com.tw/Portal

更新：高雄於2020/7開始使用UBike 2.0系統，台南也開始改用UBike。

相對雙北的 Ubike 站點數，加上台中、桃園，
高雄跟台南的公共自行車站點與車數自然會少很多，這對經濟規模來說很不利。

我第一次騎高雄綠色的公共自行車時覺得好重，而且還沒有變速，
而且借還都要在主控台，速度也有點慢，
人多時，排隊排到會抓狂…
有更新過一次系統，車子從綠色改成藍色的車，不知道有沒有好騎一點？
但是高雄要換系統或改善現在已經很難了，
站點數跟車子的數量都不少，
要花不少錢。
至於台南，現在規模非常小，其實換還來得及，
希望新任市長能夠以市民需求為優先，
不要再弄不成熟的系統搞使用者(市民、觀光客…)。

UBike系統每支手機號碼可以註冊多張卡片，但是同一時間只有一張可以使用，
早期是每張註冊卡片都可以使用，後來才改限制…

UBike的車有三段變速，以一般通勤需求、平地為主、25 km/hr的速限來說是夠用了。

座位高度調整範圍很大，所以對國小中高年級，身高120cm以上的小學生到身高175cm以上的成年人都可以用；
專業騎士千萬不要拿來跟Fiiting過身材的公路車相比，兩者訴求跟用途完全不同。

在路上經常看到一些不當使用 UBike 的狀況，
我覺得使用者有以下改善配合的空間，
可以讓大家用的更愉快：

1. 座位高度可以調整到適合身高，稍微專業的車友應該都很熟悉方法；但是一般使用者可能就不是很清楚，鎖座管的快拆應該是以三隻手指併用出力可以拆開就好，不要故意鎖很緊，造成後面要使用的人調整不方便，也會造成快拆機構容易損壞跟座管的過度磨損，UBike 2.0的車已經改善，調整方式變得非常輕鬆容易，也不容易鬆脫，讚！

2. 不要雙載！！！不要雙載！！！不要雙載！！！

很重要，所以要寫三次。
UBike的後輪兩個黑色結構是用來保護後內變速系統，不是用來踩的，容易損壞車輛還是其次的問題，形狀完全不適合踩在上面，這是非常危險的行為，很容易滑下來造成跌倒摔傷，甚至被旁邊的車輛傷到，真的很危險。

為了心愛的女友，千萬不要再雙載騎 UBike，其實真的很危險；除非想換女友...
圖片中騎UBike女生穿拖鞋踩變速器保護桿雙載、跨越雙黃線，都是錯誤示範

這個結構不是拿來站的，有角度容易下滑，站在上面非常危險

已經被採到掉漆...

3. 不要棄置垃圾在置物籃跟站點！！！
這是基本公德心，沒人去借車時想看到置物籃裡一堆垃圾，所以請將心比心，借車的時候放進去甚麼，還車時請全部帶走！

4. 不要坐在站點的 UBike上！

即使有立駐車架，這對車輛前輪結構受力是不好的，可能會造成前叉受損變形；對駐車架也會造成變形。
駐車架設計上只考慮車體重量，

如果要考慮到人也上面，駐車架要變粗，連接駐車架的五通材料也要變厚，這樣一來車子重量就會變更重。

圖片來源：FB靠北車友社團

立車架人坐在上面拍照好看，但是對車架跟五通結構不好，這是錯誤示範

5. 不要在停止的狀態下轉變速把手，尤其是直接切換最高最低兩個檔位，這對車子的變速拉桿傷害很大，很多車子的變速系統都因為這樣受損而變成不好變速。

6. 請禮讓行人！最常看到不應該出現 UBike 的地點就是在公園，如果仔細看一下多數公園的使用規定：

幾乎都有一條事禁止騎乘任何形式的車輛，
包括自行車，自然也包括 UBike，稍微繞一下公園外圍的道路其實不會多花多少時間，
如果硬要進去至少也尊重一下行人，不要去噹甚至口出惡言要別人讓路，
已經違規了還要嗆別人，似乎不太像善良的台灣人...
另外人行道、騎樓也是不可以騎(日本可以)，如果真到要"方便"一下，至少尊重一下行人的優先權：

圖片來源：警政署網站

其實這一點是台灣相對日本對自行車使用者不友善的地方，
在日本常看到自行車騎乘人行道，在一般道路上多數駕駛也會禮讓自行車，
當然也有一些不良的自行車使用者把方便當成隨便輕害到行人、車輛的權利，
但是基本上日本還是鼓勵使用自行車這種環保且可道路使用的交通工具，
如果大家養成好習慣，互相禮讓其實就沒事了。

日本行人、自行車共用路線會有如下標示，提醒大家各走一邊互相禮讓也是不錯的方式：

多摩川河濱自行車道

多摩川河濱自行車道

如果要把一切可能的不當使用方式都考慮進去，車重應該會再增加，還有成本，
有些使用者抱著反正不是我的東西而不是很愛惜使用，我覺得這種心態不太好，

如果是刻意損壞行為，是會被告的：

狠砸、踩踏YouBike錄成影片挨轟 新北4屁孩要道歉了

太多這種不愛惜使用的情況出現， UBike 可能就變成是一個車重而且費用高的公共自行車系統，
請大家一起發揮公德心，讓所有用車的朋友方便，自己也方便。

對 UBike 公司的建議是：
1. 再多設一些站點
2. 車輛維護與加速更新零組件。

有看到最後的，教大家一個挑車子的秘訣：
儘量挑看起來新一點的車子通常會比較好騎，
至於如何判斷比較新？
那就是另外一個進階的秘訣，暫時不公佈...

動力學模擬範例 大小物體不同速度相向碰撞

最近碰到朋友問一個問題：

兩個物體分別有 1 公斤跟 3 公斤的質量，
1 公斤物體 A 以 1 m/s 速度沿直線運動，
3 公斤物體 B 以 0.5 m/s 速度沿直線運動，
A、B 兩個物體相向靠近碰撞，
碰撞後A、B 兩個物體會怎麼運動？

這種問題在學術上物理課程會有理論、公式推導這邊就不提了，
來看看在 Inventor 動力學模擬中會出現甚麼結果。

首先先用一般機構工程師都很熟悉的 "驅動約束"，開啟"檢驗"-"接觸"功能讓物體 B 去撞 物體 A：

但是這種效果並不是我們想要的，這也是驅動約束功能的缺點，
所以要改用 "動力學模擬" 來試試。

以下是模擬結果的示範：

兩者在 3 公斤物體 B 的不同速度下，碰撞後的反應不同。

相關的操作設定說明影片已放上 Youtube，有興趣可以試試：