解读“机械之母”——工具机

    生活中充满了各式各样提供便利服务、娱乐享受的发明：手机、捷运、笔记本、电脑、汽车……，这些呈现在消费者眼前的精致成品，都是由一道道复杂的工序所加工组装而成。其中，在产品的工业制程里，工具机具备了相当关键的地位，没有它就无法生产设备与零件，因此获得了“机械之母”的称号。然而它虽然扮演重要角色、却鲜为人知。因此在此篇中，我们将揭露工具机的产业状况，了解它为制造业带来的贡献，并延伸未来的可见发展。

工具机是什麽？

    事实上，如果我们要追溯工具机的发展历史，可能要回到几千年以前，因为在广泛的定义下，所有非靠人力、用来加工的工具都可以称作工具机。但现在我们介绍的“工具机”，专指的是运用在制造业上的一种动力驱动的固定式机械装置，可以用来将金属或其他材料加工成零件。在工业制程上的工具机主要包括金属切削、金属成形这两大范围，而不同种类的工具机可以根据刀具、运动方式的不同完成不同的指令。金属切削的功能是将金属工料除去，包括车床、钻床、铣床与非传统加工工具机等。金属成形则是将金属塑造成某一形状，有压床、液压压床等。

    工具机的发展除了工业革命所带起的产业需求以外，也在最近一波资讯化革命掀起另一波高潮。事实上工具机数位化的年代甚早，在电脑刚刚出世的一九五零年代，第一台数控工具机就诞生了，在当时可说是非常先进的产品。所谓的数值控制工具机（CNC Machines Tools）就是在工具机台上搭载具有管理功能的CNC数控系统（Computerized Numerical Control System），藉由输入相关数值，经电脑运算之後下达指令，让工具机进行刀具移动、刀具更换、主轴运转等动作。不过可惜的是，将电脑运用到工具机台上以後，大部分的工具机研发都走向工具机台本身的机械装置与控制性能，比较少藉由提升软体技术来升级机台价值。

    到了1990年代，为了应付越来越精密的工业制程，工具机的构造日益复杂，五轴工具机、车铳复合工具机相继出现。一台搭载了多种功能的工具机虽然很方便，却也因此对使用者不太友善，工具机厂商这才惊觉软体辅助的重要性，因此又将重心转移至如何应用软体协助使用者更好操作、并发挥工具机的最佳性能，直至现在，大多数工具机已经搭载了诊断监控、安全防护等功能，现在更在智慧化的风潮下走上了另一波风起云涌的改造大业，朝着结合网络、虚实整合的方向前进。

工具机产业链

    全球工具机的主要生产国前三名分别是中国大陆、日本与德国，而台湾则名列第七大生产国，观之全球趋势，我们可以发现目前工具机的生产基地已经逐渐从欧洲区转移到亚洲，尤其中国大陆因为其内需市场庞大，更在近几年来突飞猛进。

    工具机的上游产业包括滚珠螺杆、线性滑轨等零件生产，由於工具机制程复杂，且所需零件众多，多半由不同零件厂商协力铸造，部分由国外进口、部分由国内业者自行制造、研发，零组件再交由加工厂进行加工，方式有非常多种，例如车、铣加工、研磨加工、放电加工、齿轮加工与雷射加工等。加工後的组件再交由工具机厂商进行设计、整合及组装，以及完成後的品管测试与销售。

    台湾的工具机产业在中部形成完整的产业聚落，由多家负责不同制程的中小企业组成。早期业者多半根据国外引进的先进技术设备，进行复制、拆解与改良并自行研发，以中阶品质、低价位主攻东南亚等开发中国家市场。近几年技术累积的程度渐高之後，也透过产学合作、策略联盟等方式进行自主研发，朝向中高阶机种迈进。

    工具机可应用於不同领域的机械制造，如航太、国防、汽机车、生医、电子等产业。台湾生产的工具机主要被应用於一般零件、3C产业、汽机车工业等，在这些产业进程中发挥不可或缺的力量。接下来就以汽车工业为例，说明工具机对产业的贡献。