2018/10/10

BOM 客製化輸出

很多公司使用 CAD 進行設計作業到了最終階段時,主要的產出包括:
製作用工程圖面跟BOM,再加上一些其他說明書、動作示意動畫等資料。

其中工程圖面就是製圖,
將元件幾何表現清楚,
說明加工基準與尺寸、公差、精度要求,
註記使用材料、表面處理、熱處理,以及其他製作要求說明項目等等,
這個是完全躲不掉的工作,
只能以妥善規劃共用模組、圖面來降低工作量。

另外一個重點就是 BOM,

雖然各家 CAD 軟體都有 BOM 功能,
但是輸出格式畢竟不可能完全符合使用者的需求。

採購用的 BOM、組裝用的 BOM、給客戶看用的 BOM、備品的 BOM、耗材的 BOM...

說真的,從製造、行銷、業務、客戶甚至老板都有其想要看到的BOM,
要 CAD 軟體可以生出來所有需要的 BOM 格式,那是幾乎不可能的事,
每個客戶的要求可能都不同...

所以正確的思考是將 CAD 產出的 BOM 當作是一份元件資料庫,
需要那一種 BOM,就透過整理或外掛程式將 元件資料庫中的資料檢索判斷後彙整輸出;
所以只要能夠讓 CAD 輸出正確且固定格式的 BOM 檔案,
再利用外部的程式進行處理,
如此一來即使公司用到 5 家公司的 CAD,對輸出 BOM的處理也都可以通用。

但是...

大部份的客戶都想要 CAD 一次處理完,輸出客戶所需要的 BOM,
更糟糕的是常常發生輸出格式變來變去(因為有不同使用需求卻混為一談),
另外就是 CAD 輸出的屬性欄位定義資料不清楚或不夠完整,
或者根本就是與 CAD 資料無關,由人工對圖逐筆建立等等,
總之 100 家公司會出現 200 種方法,
為什麼會 100 家公司有 200 種方法?
因為一家公司內的不同產品主管會有不同作法,
所以一家公司有多種處理 BOM 資料處理手法是很常見的。
而且每一個產品設計主管都認為自己的方法比其他主管的方法好。

這種問題在待過的每一家公司都處理過,
因為剛好第一家公司有工程師會寫 VBA,
所以就請工程師寫了程式直接讀取 Inventor 總組合模型檔,
然後根據預先定義好的屬性資料欄位內容產生公司需要的各種 BOM,
確實成功節省工程師處理 BOM 的大量時間,
跟少料造成組裝出貨進度延誤,或者是多買浪費的問題。

要注意預先定義好的屬性資料欄位內容很重要!!!

有的公司定的太多太複雜,實施上因為工程師負擔重,出錯的機率會相對提高。
建議定的要夠少、夠巧妙,才能實施起來輕鬆愉快,容易實行;
要如何作?
從業務、設計、產銷、採購、製造、倉管...各流程與單位進行資訊整合,
減少重覆與不必要的資訊,以處理 80~90% 需求為優先,
不要老是想處理好 1/1000 的完美。

有關在 Inventor 中進行屬性資料定義的說明,可以參考:
檔案名稱、iProperties、BOM、圖面資訊

Inventor BOM 功能可以輸出 Excel 格式檔案,
但是要輸出前必須要先了解如何整理與設定,
可以參考另外一篇說明:
Inventor 組合材料表(BOM)功能

Inventor 組合 BOM 輸出成的 Excel 檔案,
可以區分成兩份專案元件資料庫:
一份是結構化 BOM,一份是零件 BOM,
零件 BOM適合作為採購用途,
結構化 BOM適合作為組裝、說明資料用途,
各有其屬性應用方向,用對了就很愉快,用錯了就很XXX。


取得 Excel 檔(專案元件資料庫)後,
其實接下來的不同 BOM 需求可以使用 Excel VBA 或其他語言程式進行處理,
將需要的 BOM 產生出來,
其實這時候就不需要 CAD,不要執著以 CAD 完成輸出。

若執著在CAD輸出那等於要花錢花時間找 CAD 專業人員處理,
若把範圍限縮在 Excel VBA 處理或者是其他語言處理 Excel 檔產生報表,
那相對有能力處理的人選/公司就多很多 。

要進行 輸出 BOM 的 Excel檔處理當然要先了解需求,跟進行量好規劃,例如:
上面這個圖可以拿去提案賺錢
已經快擋到別人的財路了...

寫到這,細節就不再贅述,留些錢給專業人士賺。

這些東西處理有那些價值:
1. 減少人工時費用:假設每次專案需要 1 個人處理 3 天,導入程式處理後原來 3 天時間可以縮到 0.5 天,一年有 10 個專案,就可以省下 2.5 * 10 = 25 天人工時,相當於至少 3 萬元工時成本,如果有 30 個工程師,一年處理 4 個專案,每個專案處理時間縮減 1.5 天,一年就可以省下 30 * 4 *1.5 = 180 個人天工時,以最低基本工資時薪計算也有 216000。
2. 因為人工作業造成的多買浪費。
3. 因為人工作業造成少買的專案進度延誤時程浪費。
4. 其他...

坦白說,花錢或花人力下去處理對公司來說絕對是值得的,尤其是人越多越划算。

2018/10/7

Inventor應力分析案例:水平置放玻璃基板支撐設計的下垂量

對 FPD/LCD/OLED 廠跟相關設備廠來說,
對於如何設計玻璃基板的支撐以減少玻璃基板的下垂量一直很關心,
玻璃基板大廠康寧甚至 PO了一篇文章示範玻璃基板支撐的最佳化設計。

原文主旨:
"Support Design for Reducing the Sag of Horizontal Supported Sheets."

作者:Gautam Meda.

檔案下載連結:
Support Designs for Reducing the Sag of Horizontally Supported Sheets

這一篇文章寫於 2003 年,那時玻璃基板尺寸只到 6 代廠,
玻璃尺寸 1500 x 1850,厚度 0.7/0.5 mm,
跟現在最大的 11 代廠相比,玻璃尺寸  3000 x 3320,厚度 0.5 mm
現在最新的玻璃基板幾乎是以前的四倍大,厚度是 71%。

在 FPD 產業中,玻璃基板在不同製程的機器設備之間經常會利用卡匣暫存、儲存、傳送,
玻璃基板通常會以水平方式放在卡匣中,
當玻璃尺寸越來越大、厚度越來越薄時,
玻璃因為自重的變形量會越來越大,
這會嚴重限制到卡匣中能夠存放的玻璃基板數量,
造成卡匣存放基板的效率嚴重降低;
另外在生產過程中,不論搬送或製程也都會有不同的支撐設計需求;
因此各廠商都在設法減少玻璃基板水平置放時的變形量,
甚至提出以垂直輸送代替的概念。


回頭看這篇文章,
作者 Gautam Meda在這篇文章中介紹支撐玻璃基板最佳化的佈置設計來降低玻璃的下垂量。

首先看一下限制:
通常在卡匣中支撐玻璃基板的方式必須配合機械手臂進出,
常見支撐設計如下圖示:


圖中的 front edge 沒有支撐設計,
目的就是要留出空間給機械手臂進出;
實務上的設計配合機械手臂可能會有不同。

經過十幾年的發展,
現在的卡匣跟機械手臂承載設計跟當年自然有所不同,
包括大量引入了 CFRP (Carbon fiber reinforced plastic,碳纖維強化塑膠) 取代部份鋁合金元件,
跟使用 Wire Cassette 利用預拉一定張力的鋼繩幫忙撐住玻璃基板,並且分散基板的受力,
但是取放基板還是需要頂昇 Pin 將基板頂起供手臂進來取片;
所以基本上的基板支撐設計構型、間距安排等,
這篇文章的概念還是很值得參考。

首先要先定義一個 V (vertical spread),
V :
玻璃基板水平置放,中心面 ( mid-plane) 最高跟最低點的距離,
實際上的玻璃佔用空間高度要再加上玻璃的厚度 t,
佔用空間高度  = V + t。
 玻璃面向上的距離為正,向下為負。

V 的值正比於玻璃基板長寬尺寸的四次方,尺寸越大變形越大,
反比於玻璃基板厚度的平方,厚度越薄變形越大;
可參考下圖 2、3、4 列支撐設計 V 的公式。

所以當玻璃基板尺寸持續增加、厚度持續變薄的趨勢下,
V 的數值明顯的大幅增加,
造成玻璃基板水平置放下垂量過大引發的的種種問題。


文章中使用當時 Corning 的 1737 玻璃基板,
尺寸是 1000 x 1000 x t0.7 mm,
在使用 Pin (點支撐) 支撐兩邊最外側邊緣時,V 值可達到 108 mm,
超過基板尺寸 1/10 的變形量,相當驚人的數值。

我用 Inventor 建立一個 1000 x 1000 x t0.7 的模型,
使用 Inventor 內建"玻璃"材質,
應力分析的薄殼元素、預設網格密度,
重力 9810 mm/sec^2 在 Z 的負方向,
支撐在兩邊的邊緣上,
只限制 Z 方向位移為 0,
開啟"偵測並消除剛體模式",
模擬結果如下:

最大下垂量 103.6 mm,算相當不錯
這個範例算是簡單又容易進行。

另外一個文章中描述的例子是增加另外一邊的中間點支撐,
兩個支撐 Pin 距離 50 mm ,
可以降低下垂量,
但是因為角落上揚,總 V 值還是接近 108 mm,

變形量趨勢如下圖示:


在這個例子中,作者實驗增加 Pin 或改變 Pin 間的距離對於 V 值的改善都很有限。

再用 Inventor 應力分析作一次,這個模型就比較難一點,
因為要把支撐 Pin 加進去,不像上個例子只有玻璃,限制兩個邊緣,
為了節省計算時間,這一次使用對稱模型,只建立1/4的模型,
同時也建立直徑 5 mm 跟 高度 10 mm 的圓柱作為支撐銷 (Pin) ,

對稱模型僅有其中1/4
V = 85.83 mm,比 Corning 測試結果 102 小,

提高 4 倍網格密度,V = 87.31 mm,還是比 Corning 測試結果 102 小

不過Inventor應力分析的變形量趨勢跟筆者文章中的 V 值圖形是一致的。
這個例子也算簡單容易作,差別在於多用了對稱條件來進行模擬。

隨後作者描述了在 1000x1000xt0.7mm 的玻璃基板內設計兩列支撐 Pin 的玻璃基板下垂量,
a = 0.5537 * l

最佳值可以達到僅有 2.2 mm的狀態,並提供了不同基板寬度與支撐 Pin 位置的最佳值參考公式 a = 0.5537 * l 與變形量 V 計算公式:
上面公式如果套用一般慣用的 SI 制會出錯,
Scale 甚至會差到 10000 倍,
g = 重力加速度 = 9810 mm/sec^2
ρ = 密度 = 2.54 g/cc = 2.54 e-6 kg/mm^3
E = 彈性係數 = 70 GPa = 70e3 MPa = 70e3 N/mm^2 = 70e3 kg-m/sec^2 / mm^2 = 70e6 kg-mm/sec^2/mm^2
v = Poisson's Ratio = 0.22
t = 玻璃基板厚度 = 0.7 mm
l = 玻璃基板寬度/2 = 500 mm
上面公式中的 0.518應該修正為 0.0518,計算數值會比較接近且合理。

Inventor 應力分析結果 V = 2.443 mm
跟文件中的 2.2 mm 相比,誤差 10%算是還不錯
使用預設網格計算
並針對未來(相對2003年)可能的玻璃基板尺寸:2000 x 2000 x t0.5 mm,
同樣使用當時的 Corning 1737玻璃基板描述了使用 2 列 (71 mm)、3 列(12 mm)跟 4 列(3.2 mm)支撐可以達到的最佳下垂量(前面括號中的數字)跟支撐位置計算公式。

a = 0.7153 * l

Inventor 應力分析結果 V = 18.55 mm
  跟文件中的 12 mm 相比,誤差 50%算是蠻大的
使用預設網格計算

a = 0.7909 * l
b = 0.2658 * l

Inventor 應力分析結果 V = 10.28 mm
  跟文件中的 3.5 mm 相比,誤差 300%算是蠻大的
使用預設網格計算
在以上使用 Inventor 應力分析作的結果跟文章中的數值相比差很多,
所以是 Inventor 應力分析的計算結果準確性在玻璃寸放大、厚度減薄之後變差?

我試了將網格密度提高一倍,將支撐 Pin 尺寸由 5 mm 增大到 10 mm、換成 8 mm,
4 列支撐設計的結果還是很接近 10 mm ...

後來仔細觀察結果圖,發現,下垂量大的地方在 X 方向的前後端,
重新檢視支撐 Pin 的位置佈置設計,
我在中心線上佈 Pin 在X方向以 200 mm 陣列出 9 個,
在X方向上,距離基板邊緣最近的的 Pin 為 200 mm,
也就是在 Pin 支撐範圍的懸臂長 200 mm,
所以修改佈置設計,Pin 距中心線(Y軸) 100 mm,
安排 10 支 Pin,讓 X 方向在基板邊緣往內 100 mm 有一支 Pin,縮短懸臂的長度,
重新跑應力分析,結果如下圖:
Inventor 應力分析結果 V = 3.543 mm
  跟文件中的 3.2 mm 相比,誤差小於 10 % ,算是相當的不錯
使用預設網格計算
所以玻璃基板變薄以後,
除了寬度方向的支撐使用Corning文件的建議公式以外,
在長度方向的支撐也要注意玻璃基板邊緣支撐懸臂長度要控制好。

有了 4 列支撐的好結果,把 3 列支撐 Pin 位置也重新排過,結果如下:
Inventor 應力分析結果 V = 12.06 mm
  跟文件中的 12 mm 相比,幾乎沒有誤差 !!!
使用預設網格計算
從模擬結果比對 Corning 文件的數值,
Inventor 應力分析的模擬結果好的有點出乎我意料之外,
沒想到整合在 CAD 中被視為低階的 FEA 處理這種薄板可以有這麼好的結果。

以前在作 CAE 支援時被問過很多次類似的需求,
知道有很多公司都有類似的設計問題,
也曾經提供過 Corning 的文章給工程師,
有興趣的可以試試看。








2018/10/1

切換公制/英制與不同國家圖面範本檔

這個問題對一般使用繁體中文的使用者來說不算是問題,
因為在台灣預設安裝繁體中文版的情況下,
預設都是使用公制單位跟公制的樣板檔。

但是對像我會安裝英文版就很困擾,
原因是安裝英文版時啟動後預設都是使用老美慣用的英制單位,
樣板檔好解決,大家應該都很熟悉,
只要把樣板檔換成先前規劃好的,
或者是以預設安裝路徑下的公制樣板檔換掉就可以:
將以上檔案複製蓋掉上層資料夾中的Standard樣板檔
但是在英文環境下建立新檔或開啟舊檔時,
雖然給參數尺寸、標柱都是公制,
但是很奇怪的是材料中的單位都是英制?

這種情況很不方便,也很討厭,
好不容易今天靈機一動上網找到解決方法,
原來在2015以後的 Inventor 多了的歡迎起始畫面中可以作設定:


點選 Configure Default Templates,會跳出以下對話視窗:


將Measurement Units 改為 Millimeters,
Drawing Standard - Default 改為 ISO。

如此一來就不需要去複製更名樣板檔,比較快而省事。

材料表也會以我所希望的公制來表示:

2018/9/30

機械設備常用材料介紹:不鏽鋼(不銹鋼,Stainless Steel)

不鏽鋼這個材料在生活中就經常會碰到,
尤其是在杯子、廚具、鐵窗門、衛浴用品中都經常會碰到使用不鏽鋼的材料,
在台灣這些產品最常用到的不鏽鋼就是 SUS304,
因為顏色比一般鋼材的顏色白、亮,常常又簡稱為白鐵;
SUS 304的主要成份是鐵(72%~)、鉻(18%)、鎳(8%),
因此又常常被稱為 18-8 系列的不鏽鋼,
其中的18-8 指得就是鉻跟鎳佔的合金成份比例。

台灣因為鐵窗、小吃攤販料理台、餐車跟鍋碗瓢盆、保溫杯都很喜歡用 SUS304,
人均使用量據說全球稱冠,
我覺得這是好事,
因為不鏽鋼表面不需要上漆,
材料又可以 100% 回收再利用,
可以說是非常環保的材料。

要注意的是 SUS 304 其實在抵抗含氯離子的侵蝕作用上並不好,
在國外有許多技術資料有特別提到這一點,
所以一些在靠近海邊的工廠、建築物在使用上要非常小心注意,
幾年前台塑集團在麥寮廠區發生許多泄漏事故,起因都是管路腐蝕所造成,
我猜可能是跟選錯 SUS304 使用有關?
當時在廠區管件使用材料規格如果沒注意到,
又想要省錢使用SUS 304可能就會因此鑄下大錯。

有一次拜訪一家桃園作船用五金、Pump的廠商,
他們就很厲害,知道在海上用的要用SUS316,
SUS316 抵抗氯離子、酸的腐蝕能力比 SUS304高很多,
但是SUS 316在國外海洋應用領域中據說僅算是入門級的不銹鋼。

在鋼鐵業,所謂的不鏽鋼其實有很多種,
根據鐵的組織*1可以分成奧氏田鐵系(Austentic)、肥粒鐵系(Ferritic)、麻田散鐵系(Martensintic),
前面提到最常用的SUS 304,屬於 SUS 3 系列,
是 Austenitic Stainless Steels (奧氏田鐵系)的不鏽鋼,
特性是耐腐蝕、低磁性、高韌性,
近幾年有些保溫瓶、鍋具廠商開始使用耐蝕性更加的 SUS316來製作食用容器,
坦白說其實有點多此一舉,
如果要拿來煮的食物、喝的飲料連 SUS 304都頂不住會腐蝕的話,能吃嗎?
其他常用的還有 SUS303(圓棒)、SUS310(耐高溫腐蝕)等等。

因為SUS 304用量最多、最大,也最容易取得,所以先看 SUS 304,
SUS 304 料的型式很多,塊材、棒材、管材、板材都有,
由於消費性產品用很多,所以 SUS 304材料以板材型式用量最多,
如下表,冷軋鋼板有 60%,加上熱軋板就佔了 70%:
圖片來源:outokumpu, Handbook of Stainless Steel
根據最終加工的型式,SUS 304 板材常用的以下四種:
SUS 304 No.1:熱軋後酸洗,表面粗躁
SUS 304 2B:No.1 再調質軋延,表面光滑霧面
SUS 304 HL:2B 再以 #150~#200 砂布單向拋光,留下髮絲紋,零件設計上要註記髮絲紋直向的方向。
SUS 304 BA:拋光滾輪冷軋,表面光滑反光,有分單面跟雙面,單面比較便宜,零件設計上要註記亮面方向。

SUS 304相對一般鐵、鋼、鋁材料來說有很強的應變硬化特性,
再加上低磁性,一般加工機常用的磁性座吸不住,必需用夾具或改真空吸著方式固定,
在加工上比較困難,
加工精度也會比較差,
又不能作熱處理,
降伏、抗拉強度也比一般鋼材差,
所幸台灣這幾年因為用量大,
一般加工廠對不鏽鋼加工也逐漸熟悉,
加工的問題其實並不大。
至於SUS 316,除非是要求更高的抗腐蝕(酸、海水)、低磁性需求,
而且以熱軋板的價格來說,SUS 316比SUS 304貴五成左右,參考:連結
一般沒有特別需要是不會特別去用SUS 316,
SUS 316用最多的應該是在半導體、藥、食品廠的管路、閥件。

如果要銲接,最好使用SUS 304L或SUS 316L,
含碳量比較低,比較不會在銲接過程中因為碳析出造成銲道龜裂。


另外在設備上常用的是SUS 400系列,屬於麻田散鐵系,
有磁性、抗腐蝕特性比SUS304差,
但是可以作熱處理、硬度高、加工精度較SUS304高,
例如 SUS 431用在滑軌上、SUS 440用滾珠軸承上等等,
所以有很多號稱不鏽鋼材質的直線滑軌、軸承其實是使用SUS 4系列材質不鏽鋼,不是SUS 304。
但是也有少數要求耐腐蝕環境下的軌道或軸承會使用 3 系列的不鏽鋼製作,
例如 THK的 LM-HR系列:

其他還有很多因應不同用途開發的不鏽鋼鋼材,
多到我不知道要如何寫下去,
主要還是介紹設備上比較常用到的SUS 304為主;
對更多有關不鏽鋼資料有興趣的朋友可以參考參考資料連結的介紹。

其他相關介紹:
機械設備上的常用材料
工程塑膠
鋁合金
鑄鐵
軸承鋼

2018/9/26

勞工朋友的退休金規劃

人的工作能力隨著年齡增長而有不同的變化,
最明顯的是體力、視力、聽力、受傷後身體回復力的衰退,
因此在多數的工作上都會訂有所謂的退休年齡限制;
加上人天性是好逸惡勞的,
多數職場上的朋友只要碰上工作不順,
或被主管、同事要求作自己不喜歡或非常態的工作時,
不免會興起很累、甚至不想上班的念頭。


如果想要不上班、過著愉快的退休生活,
就必須面對現實的經濟問題,
要在退休前達到經濟自由,
不然退休後缺錢的日子比去上班會更難過。

現實上的經濟問題就是要有多少錢才能達到經濟自由?
其實這是一個很難有標準答案的問題!
因為每個人所需要的費用不同。

但是有一個共同的前提:
先累積一筆錢!

所謂的一筆錢並不是指存在銀行存款帳戶隨時可以用的錢,
而是可以用來產生持續性收入的資產。

以專家的說法,勞工退休後的財務規劃應該有三層:
1. 確定給付制的勞工保險金,2009年以後有年金、一次領兩種選擇,65歲以後開始領,提供一定的基本保障。
2. 確定提撥制的勞工新制退休金,根據薪資由公司提撥 6 %金額到個人專戶,加上可自選提撥 0~6 %,工作多久存多少就有多少可以花,已知有自提的勞工朋友比例不到15%,14.57%@2024/5,參考連結
3. 投資理財規劃如保險、股票、債券、基金、定存等,在個人經濟能力許可下額外累積的財富,可以藉以獲得更好的生活品質。

以我的退休規劃來說,
除了放在活存等隨時可以使用的零用、急用金以外,
退休後的持續續性經濟來源主要有會以下兩個:
1. 年金型式,以勞(公)保年金為主。
2. 高殖利率股票、ETF、基金配息,每年領1~12次。

2023/6更新:種種考量決定提早退休,因離最快可領勞保月退年齡還有6年,勞保年金改一次領,領出來的勞保退休金投ETF領配息,但是一般屆齡退休勞工不建議一次領


這兩個來源的錢要從那裡來?

年金(勞保、勞退)

政府強制性,所以只要是在合法經營的公司,自然就會累積勞保年金,
重點在計算的基數跟最高投保薪資60個月的平均值,
計算的基數就是要作的久,
最高投保薪資60個月的平均值要靠工作表現,目前天花板是45800,不管作再久,實際薪資領多少,最高就是45800;
所以這個部份是很死、很有限的,
假設18歲開始上班投保,65歲退休領勞保退休金,有47年0月投保年資,最高薪資60個月平均45800,那就可以領月退37639;
可惜我沒那麼多年資,而且如果提早在60歲開始領還要再打8折,
我試算過我的勞保年金大概在18000左右,提早退就更少…
每個勞工朋友應該都可以上勞保局網站試算自己目前累積或預估退保年齡的勞保年金在60或65歲時可以領多少。
參考網站:勞保局e化服務系統,可使用行動電話認證,操作可參考勞退新制、勞保查詢
勞工退休金比較複雜,有新舊制、自己提撥等因素,差異很大,這邊先忽略,個人會選擇一次性領出投資領息。

高殖利率股票、ETF、基金配息

台灣股票其實在全世界金融市場中算是殖利率高的,
有幾種股票可以考慮:
例如0050台灣50ETF,從發行到現在,殖利率約2.5~3.5%,好處是穩定、分散,不用怕投資單一公司股票可能會下市變壁紙,有專業基金公司跟專業經理人根據指標選擇台灣最大、最穩定的50家公司的股票組合,每年配息兩次。
0056 台灣高股息ETF,從發行到現在,殖利率約3.5~4.5%,相對0050公司可能比較小,但是至少也是前150大的公司,每年配息一次,2023/7起改季配息,並加入收益平準金機制(其實就是拿ETF淨值本金配息)穩定每季配息,2019起增加多檔高股息與不同配息頻率的ETF可供選擇。

假設有存款200萬,殖利率 3 %計算,年配息約 6 萬,
等於每個月可以再拿5000,
如果有1000萬可以買,殖利率 3 %計算,年配息約30萬,平均每個月可以拿25000。
如果是殖利率 4 %,200萬投資年配8萬,平均每個月領6666,1000萬投資年配40萬,平均每個月領33333。

如果積極點可以買一些高殖利率股票或特別股股票,
殖利率最好時有約5%,200萬投資額年配10萬平均每個月可以領8333,1000萬投資額年配50萬平均每個月可以領41666。

若勞保年金月領18000,加股票配息兩筆錢,
以低標200萬存股算,總計平均每個月23000,勉強贏過月入22K,雖然不好過也能過;
如果可以存到1000萬股票,
那高標一個月可以領接近60000左右,日子就好過很多。
所以如果離目標還有一段距離,好好努力存錢投資!

要如何累積投資資金?
當然股票的風險在於有漲有跌,
理想中是可以買在最低點,但是那太難了!
如果有這種技能根本不用上班,
有辦法買在最低點賣在最高點的根本不需要考慮退休金。

建議年輕人可以存零股或者每年固定在一個時間買股,例如配息後,
總之透過長期固定買入與不賣好股票(ETF)來存股,
到要退休時自然就可以有一筆能創造穩定收入的來源,
應該會比我現在因為追高殺低賠了不少的情況好很多。

另外一筆是勞工退休新制的退休金,我個人傾向於一次領出來拿去買高股息ETF,每年(季、月)領配息,雖然比領年金少,但是本金不會不見,而且萬一身體不好,還可以趕快變現領出來用^_^

另外有朋友有買儲蓄險,到期後有保險金可以領也是另外一種很好的持續性輸入來源,
像最近要禁止保險公司銷售儲蓄險的金管會顧主委夫妻兩人就買了9張高額儲蓄險

以上純屬個人的規劃,希望能很有自制力的作到,目標60歲退休。

我有看過一些例子是靠自己投資理財產生的持續性來源就已經夠用,那甚至就可以提早退休過閑日子,令人羡慕^_^。

2018/9/22

20180918 打羽球的經驗與“羽球”腳

我應該算是愛運動的,
從國小開始,去學校上課就屬有體育課那一天最高興,
如果體育課碰到下雨取消室外活動,
對我來說那個禮拜的日子就會變成超無趣、超難過的。

運動類型上只要是球類運動我都很愛,
在小學愛打躲避球,
躲球、接球、砸人都很愛,
不過打躲避球我不會故意欺負運動細胞不好的;
六年級時還被選到躲壁球校隊,
家裡人怕玩瘋了學壞不念書,不准去…

上了國中以後,同學帶著去打籃球,
又喜歡上打籃球,
瘋起來禮拜天可以從早上打到下午,
雖然球技不怎麼樣,亂打一通,
但是不可否認是打的蠻愉快的,
也打過棒球、踢足球,
但是因為限制多很多,次數相對少很多,
那個時代也愛打撞球、溜冰刀,
以5年級後段班所處的時代來看,應該會被歸類在不良少年...
上了高中還是以打籃球為主,
偶而打排球跟游泳。

基本上對我來說運動在學生時期是不可缺的,
尤其是喜歡打籃球,雖然也並不算很好,
但也都可以排進班隊先發五人之一。

高三下跟大一上兩次打籃球受傷,
一次斷鼻梁、一次被惡意打到眼睛腫起來;
加上發現打排球、羽球會有女生一起打,樂趣完全不同…
所以就開始喜歡起打排球跟羽球,
但是排球人數、場地的限制比羽球多,而且打排球還蠻痛的...
所以打羽球的次數相對比較多,
還花了 1500 買了一隻Kawasaki 球拍,
現在還在,但是太舊了都不好意思拿去綁線…

打籃球我的身高並不高,
除了靈活速度快,一點優勢都沒有,
上了大學以後只能改打後衛、放外線,少了些樂趣,
只剩下偶而打著玩,自己投籃過過癮,
不過後來兒子長大,又開始打一陣子;
但是年紀大了,打全場跑不動,
打三對三不習慣現在小孩比較美式的暴力球風,容易受傷,所以現在去籃球場大概就是投投籃框而已。


回過頭來談羽球。

打羽球也是要天賦,
身高高還是有優勢,手長腳長範圍大,殺球點高,
但也有移動可能較慢一點的缺點;
羽球的天賦重點在速度快、反應快、動態視力佳、手腕有力又靈活;
但是打得好不好卻需要很好的技巧;
例如準備姿勢、腳步的移動、對來球位置的猜測判斷、回球位置的控制、擊球點的位置+力量+方向,差一點點都會影響結果,
只要觀念正確、多練習就有機會進步一點;
在球場上常常看到5、60歲的大哥(我也算這一群...)大姐把技巧不好的年輕人吊的滿場滾,
說真的有趣極了!

所以如果考慮年紀大了以後可以進行的運動項目,
我認為羽球算是不錯的選擇,
可以打得很輕鬆,畢竟球場就這麼點大,手腕只要還靈活有力,技巧好,還是可以玩玩。
要打的很累也很容易,
主動點就是跳殺、扣殺,
被動的是救小球,
自主的選擇性高,
中間隔著網子也不會有身體衝撞受傷的疑慮。

不過想要好好打羽球,
這算是成本高的運動,
室內場地要租金,板橋 290~490/小時,
羽毛球又是貴森森的消耗品,25~30/顆,
好球拍不便宜,2000算低階的,
但是只要不敲、不撞,這算一次性消費,
拍子的線也要定期更換重拉,250/次,
說實在話打羽球對一般學生負擔不小,
我以前大二以後也很少打。

重拾羽球拍是上班後,公司的社團活動,
社長剛好是同單位的同事,
一群年輕、年齡相近的同事就約好一起去打球,
有公司社團經費補助就差很多,
至少球是不用錢的,甚至連場地費都可以省下來;
另方面上班後有收入,
打羽球的費用負擔上相對就比較輕鬆,
那時候公司還蠻賺錢的,社團補助還不少,加上人頭社員。
有專業的同事在教,
動作、觀念、步伐自然越來越進步,
打起來也越來越有模有樣。

可惜後來公司營運狀況改變,
打球的同事們漸漸離開單位或離職,後來就散了。


隔了十來年到 CAD 代理商,
剛好又碰到幾個愛打羽球、年齡相近的同事,
又湊成一團開始打球,
但是後來忙的忙,受傷的受傷,
人越來越少,又停掉社團活動。

沒想到今年以前 CAD代理商的同事又來電約打羽球,
其實還蠻開心的,
雖然離開公司是被迫的,不是很開心,
但是基本上跟多數的同事相處還是很好,
既然前同事邀了就去打,
尤其是有時還會有一群年輕同事妹子可以一起打混雙,
雖然多是亂打一通,但是歡樂無窮,
比起以前跟一堆男生打單打或雙打的殺氣輕鬆很多,
也比較不會那麼累。

照理來說這種歡樂羽球應該不會那麼容易受傷才對?
那這一次受傷的“羽球腳”是怎麼一回事,怎麼發生的?
坦白說我也很納悶?

受傷當天打得並不算激烈,
唯三的解釋是:
1. 熱身不足,但是最近天氣還蠻熱的,之前也沒熱身就上了,也沒事。
2. 前幾天買了新玩具扭腰機,用了幾次,的確有動到平常沒用到的肌肉群,難道有造成拉傷?
3. 年紀大了…

發生的時候是打第一場結束的最後一球,
一個網前球,沒有特別要救,
只是跨步往前撿球,
突然感覺小腿肌肉啪一下,好像被輕拍到,
還回頭看一下是不是隔壁場地的球打到,
同時覺得原本一整坨肌肉在瞬間好像有分成左右兩邊,
出現像要抽筋的感覺;
心裡想不妙,從沒發生過的運動傷害類型,
會不會是肌腱斷裂,
想到就快嚇死了!
趕快停下來慢慢走回椅子坐下,
從發生到坐下還不會痛;
心裡想搞不好只是小傷沒事,不要自己嚇自己,
看看小腿肌肉外型沒什麼異樣,
然後就開始痛起來,無法站立,比抽筋還痛,
模仿處理小腿抽筋,無效,甚至更痛,
球友找球館老闆借冰敷,
老闆表情一副輕鬆,沒事,休一陣子就好。

在球場上坐著休息上網找資料,
下關鍵字“小腿、肌肉、啪”真的就查到一堆資料,
原來這種現象還蠻常發生的,
因為在網球選手身上常發生,
所以這種傷又稱為"網球腳",
英文很多寫 "Calf Strain",
但是快慢跑步、籃球、羽球等運動也都會發生,
最嚴重是肌肉、肌腱斷裂,必需開刀治療。


在球場繼續坐著也不是辦法,
決定還是早點離開去看中醫試試,
沒想到這時候要踩、要走都變成有點困難,
右小腿非常的痛,腳掌角度完全受限,
無法墊腳尖,壓也不行,非常痛,
勉強騎機車回到家,讓兒子帶錢帶健保卡下樓給我,
去家裡巷口的中醫診所掛號,
跟掛號小姐說了狀況就安排在一樓的診間看診,
好不容易輪到,跟醫生說明發生的過程,跟有先進行冰敷的過程、疼痛的狀況。

醫生邊聊邊輸入資料,
還要我這把年紀就不要再逞強去打羽球、籃球一類的激烈運動!
聽了真是XXYY...
我有這麼老嗎?!

醫生處理的方式也有限,
就是先冰敷,再以針灸的方式幫我先止痛,
要我回家多休息,晚一點也許就可以熱敷試試,
明天若沒改善再來看看。

坦白說,一聽他叫我晚上回家熱敷,
又沒有幫我上繃帶作固定保護,
我就想應該要另外找醫生看看,
但是已經晚上10點,要找醫生看也要等明天。

回家繼續冰敷、抬腳,
晚上睡覺側躺,把右腳腳掌墊高,
睡到一半被尿意逼起床,
一落地痛到不行,
想說完蛋了,越來越嚴重!
還好第二天起床已經有比較好一點,
因為主要工作是坐著操作電腦,所以還是跑去上班,
還好公司另外一個廠區機車可以停在工廠門口,比較不用走,
跟主管說明過後就改到另一個廠區上班。

第二天晚上繼續在家裡休息、冰敷,
第三天白天繼續上班,但是改善的很有限,
決定晚上還是去看西醫,
照超音波看看究竟傷勢有多嚴重。

掛亞東醫院復健科,
一進診間說明狀況後,
醫生馬上說照超音波看看,
在螢幕上跟我解釋正常的肌肉間肌膜的狀態,
跟我受傷位置有出血的狀態。

處置方式:
超音波跟電療促進血液循環排除瘀血,
作復健防止沾黏,
消炎消腫貼布,
回家腿抬高減輕腫脹,
等不會痛以後才可以加強肌力訓練。

我問大概要多久?
這個醫生人不錯,
告訴我大概一個月就可以會去打球,
不過要小心一點,
運動前要熱身、拉筋,不然會很容易再發,
也簡單示範了拉筋的動作。

我又問了肌內效貼布究竟有沒有效,
醫生肯定的回答有幫助固定的效果,
但是天氣熱、流汗貼著會不舒服。

我買了肌內效貼布、小腿壓縮套來幫助固定、支撐小腿肌肉,
加上原本就有 Omron 的 HV-F128可以作類似在醫院的電療作用,
打算這陣子就努力點多用,
降低傷害、提早復原。

留個過程紀錄,給萬一發生類似情況的朋友參考。

一旦發生同樣情況,

步驟 1. 冰敷、抬腳,目的在減輕內出血的狀況。
步驟 2. 休息,上彈性繃帶保護肌肉不會再拉扯,使用輪椅避免走路,如要走路可用拐杖或助行器幫助。
步驟 3. 24小時後,出血現象應該已經結束,出血點癒合後可以開試著熱敷,幫助出血消散,但是如果本來有凝血不佳的朋友要注意,時間要多留一點,最好請醫生給專業建議。
步驟 4. 每天倒立、抬高、按摩、電療、超音波都可以,目的是幫助瘀血消散,醫生提醒我若瘀血沒處理好會造成肌膜沾黏,以後動起來會容易痛。
步驟 5. 等到比較不會痛以後,開始加強肌力的復建訓練,恢復肌肉強度。

剛開始發生時,小腿肚腫脹,小腿肚的週長多了 4~5 公分,
大概 4~5 天的保護跟電療、按摩處理後才漸漸消腫。
前五天走路,左腳前移時腳前端無法超過右腳前端,不然右腳小腿肌肉會拉扯到,很痛。
發生後第 10 天,已經可以用正常的姿勢走路,兩腳以可以用相當的步伐前進,但是右腳會痛。
發生後第 14 天,有比較不會痛,因為之前都用不正常的姿勢走路,所以髖關節、膝蓋上大腿肌肉不太舒服。
發生後第 16 天,每天持續在小腿肚使用 OMRON 低週波電有痛感的小腿肌肉,痛的狀況繼續減緩,但是快走、跑、跳還是不行,不過已經可以邁大步走。
發生後第 19 天,走路已經比較不會痛,但是跑跳都還是會痛,一直慢慢測試極限,每天用低週波電小腿肌肉,伸展跟拉筋,越來越進步。
發生後第 22 天,按摩肌肉其實還是會痛,但是好很多;決定再回到球場,輕鬆打就好,上場前很努力的先拉筋,不過心裡有陰影,網前球有點距離來不及走過去的就放掉,但是基本上的移動都不會有問題。
發生後第29天,將近一個月的時間,還沒完全復原,跑步、跳都會痛,騎 UBike 重踩跟抽車已經沒有痛的感覺,繼續上場打球,動作比上週大一點,但是也明顯感覺小腿肌肉緊繃、輕微疼痛,不知道是否連續兩天沒使用低周波有差,膝蓋後方在走快一點的時候會痛;看來不可輕忽,還是要持續復健刺激肌肉的活動。
大概休息 1 個半月,狀況基本上都恢復到受傷前,
現在都會帶著小腿壓縮套去打球,
感覺上應該算是有幫助。

參考資料:
1. 啟康物理治療中心,小腿肌肉撕裂
2. Oxford University Hospital,Calf Strain Advice


2018/9/21

Inventor 介面語言別切換

Autodesk 是美國公司,想當然開發程式的原始語言介面必然是英文,
早期 Inventor 的語言介面是安裝時限死的,
也就是裝了繁體中文要改英文只有一個選擇:"重灌",
為了這個問題被罵了好幾年。

後來改成語言包的模式,
我的習慣都是先下載英文版,
然後再安裝繁體中文的 Language Pack,
就可以變成繁體中文版跟切換英文版,
但是對一般的使用者來說,建議還是直接裝繁體中文版就可以,不用多此一舉!
當初台灣客戶罵不能切換中英文其實是非少數的外商公司才會有這種需求。

但是對像我以前這種需要先了解新版功能的技術支援人員來說,
先灌英文版,等繁體中文版出了以後再灌語言包是非常理想的,
不用灌兩次!

但是在台灣下載時通常是選繁體中文版,
所以一裝完 Inventor 都會自動是繁體中文介面,
而且後來的 Inventor 程式會偵測系統語言別,
自動選擇對應的語言包,除非沒裝語言包才會用原本安裝的語言版本。

如果裝了繁體中文版,又需要切換成英文版,
必須先下載並安裝英文的語言包,下載網址:FY2018FY2019

然後關掉 Inventor,
在啟用前,先以滑鼠左鍵點選 Inventor 捷徑選擇“內容”如下圖示:



當對話視窗出現後,
注意“目標”這個欄位,
在 “Inventor.exe” 後有一串啟用設定文字:
/language=CHT
如下圖所示:

只要把其中的 "CHT" 改為 "ENU"就可以啟用英文介面。

如果在桌面上有需要擺兩個不同語言別啟用設定的 Inventor 捷徑,
可以點選 “視窗”的程式,點選傳送到“桌面(建立捷徑)”,如下圖示:


將不同的啟用語言別預先設定好,
如此一來就可以很方便的隨時啟用需要的繁體中文介面或原生英文版,
像我有時需要比對原文的指令名稱時,就會開啟兩個 Inventor 來進行比對,如下圖示:


其實這是一個沒什麼用的功能,
不過有時候拿英文介面出來唬人還蠻好用的,
看起來好像比較專業、比較厲害一點點。

2018/9/16

Secant Modulus 正割模數

真的是學無止盡!

最近在查資料才發現有一個材料性質的專有名詞:Secant Modulus,正割模數。

正割模數跟彈性係數、楊氏模數的概念很像,
比較特別的是更適合用在塑膠材料上,
也就是塑膠材料在達到降伏強度時,
應力與應變的從零點到降伏點的直線的斜率,如下圖示:

圖片來源:Quora,連結


2018/9/15

鍵(Key)槽設計尺寸

機器設備經常會使用到旋轉軸加馬達的組合,
使用上為了連結旋轉軸與馬達,
通常會使用連軸器或皮帶輪、齒輪減速機等,
在各軸之間的連結經常會考慮使用鍵槽設計或使用鎖緊螺絲等設計方式,
但是為了確保旋轉動作的一致性,
經常會看到使用鍵槽的設計。

所以在進行鍵槽設計時經常會碰到一個疑問:
軸徑配合的鍵槽設計尺寸該怎麼定?

其實很多設計規範都有寫,
如下圖片:



圖片來源:MISUMI網站

或如下:

圖片來源:ISC Companies


鍵槽的加工有專門開發的"拉刀",鍵槽跟直徑的尺寸會有一定的限制要注意,如果隨便標就沒辦法用拉刀作,成本將會比較高。


螺桿的輸入扭矩與推力關係

機械結構上經常使用到馬達輸出旋轉扭力後透過螺桿螺帽組合轉變成螺桿在軸向的推 力,
如下圖示:
圖片來源: TBI 滾珠螺桿型錄

在機構設計上,以上的範例經常會碰到一個問題就是:
"如果需要讓總質量 M 以 Vdesign 速度移動,那馬達需要多大的輸出扭矩?"

其實這個問題並不完整,
因為 "總質量 M 以 Vdesign 速度移動" 這個問題的描述條件,
少了 "多快到 Vdesign" 這個條件的敘述!

舉汽車為例來說,
高速公路速限110 公里/小時,
小型轎車時速從 0 加速到 110 公里/小時可能需要 20秒,
跑車時速從 0 加速到 110 公里/小時僅需要 5 秒,
兩者搭載的引擎差異就是從 1200 CC 到 5000 CC排氣量的差異,
小引擎 (低輸出) 還是可以讓車子到需要的速度,但是需要的時間很長。

從汽車加速性的例子就可以很容易了解到,
其實選擇馬達輸出扭矩的重點不在於可以以多快速度移動,而是在於要多快達到額定速度?
當然馬達轉速極限跟變速比會影響到最高轉速 (移動速度)也要注意,
不過這是另外一個需要討論的問題,另外再進行說明。


首先假設馬達轉速設定在 1800 rpm,也就是 30 rps,每秒可以達到 30 轉,
搭配滾珠螺桿導程 5 mm,可以提供 5*30 = 150 mm/s 的速度,相當於 9 m/min  ,滾珠螺桿導程 10 mm,可以提供 300 mm/s 的速度,相當於 18 m/min。

再來是要注意的是馬達的轉速-轉矩輸出特性,
專業的馬達廠商應該會提供轉速-轉矩特性圖,如下圖示:

圖片來源:東方馬達 5相步進馬達 PK545-A 轉速-轉矩特性圖

圖片來源:台達伺服馬達型錄 ECMA-C104F
從以上兩個圖形就可以清楚看到不同馬達的輸出特性,有關不同馬達特性又是另外一回事,另外再說。

回過頭來看螺桿的輸入扭力跟推力輸出關係究竟為?

大家應該都有爬山的經驗,越陡的山爬起來越辛苦,但是可以很快升高一定的高度;
所以很多山路都可以看到 U 形的道路設計,
拉長移動距離換取高度爬升的陡峭程度,如下圖示:

金水公路彎道,很漂量的公路彎道
圖片來源:熊本一家,有更多漂亮的照片

這就是斜面的威力!

同樣的螺桿也是利用旋轉的斜面來將扭力轉換成大推力輸出。

螺桿的型式有很多種,最常見的就是螺"絲",
以機械上常用的 M6 螺絲來說,假設簡單的以直徑 6,螺距 1 mm 來計算,
圓周方向走一圈的距離是 πD = 3.1416*6 =  18.85 mm,軸向移動 1 mm,
以斜面來看如下圖示:


透過斜面,原本需要支撐的力量就變成原來的 tan (1/πD) ,
以 M6*P1的螺絲來看,爬升所需要的力量大概是 5.31%。

所以假設選用一個直徑 10 mm,導程 2 mm 的螺桿,
理論上的力量可以減少為 tan (2/10π) = 6.37%

MISUMI 螺桿導程角跟推力/扭力比
但是...

螺桿型式(滾珠或梯形)跟導程角會影響到螺桿的力量傳遞效率,如下圖示:

圖片來源:TBI 滾珠螺桿
NSK也有類似的圖表

所以實際推力/扭力比會受導程角影響降低效率,
相同的推力/扭力比往左上角實際上會降低一些,
例如直徑 8 + 導程 1 會比直徑 6 + 導程 1 的螺桿效率低,
過低效率的廢能主要會造成螺桿溫升,
螺桿溫升後精度跟使用壽命都會大受影響,
這也是大直徑螺桿很少作低導程的原因。

TBI 提供的 推力 > 扭力計算公式如上圖示。

實際上的扭力輸入效率降低主要原因還是來自於摩擦的現象,
以螺帽跟螺桿來說,就是發生在接觸的斜面(梯形或方形或鋸齒形)或者是滾珠上,
接觸面積大產生的摩擦力就大,
效率最好的是滾珠螺桿(理論上沒有滑動摩擦),再來是方形、梯形跟鋸齒型螺紋。

所以現在工業上高速的螺桿經常會使用滾珠螺桿,摩擦係數可以低到 0.003,
相對傳動面接觸螺桿的 0.1~0.2 效率高很多。

但是滾珠螺桿因為接觸面積小的關係,局部應力較大,使用壽命會降低,目前都是透過表面硬化處理來加強使用壽命。

滾珠螺桿在規格上可以透過施加預壓來削除間隙,提高精密度,
但是預壓會增加接觸面上的正向力,
乘以摩擦係數後等於增加了摩擦力,
所以有預壓的滾珠螺桿在效率(扭力轉換成推力的比例)上會進一步的降低,
這是很難避免的現象,
只能透過高精度的加工跟表面硬化處理來降低摩擦係數。

滾珠螺桿有分成粗加工的轉造級 (精度最高到 C7),
跟經過再加工的研磨級 (精度從 C7 往上到 C1),

不同應用應該選擇適當對應的精度等級,如下圖示:
圖片來源:TBI 滾珠螺桿型錄
NSK 也有類似表格
TBI 型錄看起來應該是取 NSK 重編過
這也是不同廠商所製造出來同規格、相同材質的滾珠螺桿,
在使用精度、效率與壽命會有不同差異的主要原因:
加工能力上的精度、品質要求不同。

參考資料:
1. 螺旋
2. NSK英文型錄
3. TBI 中文型錄