Obwohl der Halbleitermarkt in ein reifes Stadium eingetreten ist, wird aufgrund der Verbreitung von Smartphones und Tablet-PCs weiteres Wachstum erwartet. Allerdings müssen japanische Unternehmen immer noch kämpfen. Da der Wettbewerb auf dem Markt immer härter wird, ist nicht nur die Sicherung der technologischen Überlegenheit und der Aufbau neuer Geschäftsmodelle, sondern auch das Überleben im harten Kostenwettbewerb zu einer dringenden Aufgabe geworden.
Insbesondere die technologischen Hürden für Halbleiterfertigungsanlagen sind noch weiter gestiegen und herkömmliche Methoden sind den Forderungen nach weiteren Effizienzsteigerungen und Kostensenkungen nicht mehr gewachsen...
Unternehmen Y ist ein Hersteller von Industrieanlagen, der verschiedene allgemeine Industriemaschinen sowie hochmoderne Halbleiterfertigungsanlagen und Inspektionsanlagen entwickelt, herstellt und vertreibt.
Bei der Entwicklung eines neuen Modells einer Halbleiterfertigungsanlage stand das Unternehmen vor einer großen Herausforderung. Dies liegt daran, dass das aktuelle Modell die Marktanforderungen nach verbesserter Genauigkeit und geringeren Kosten nicht ausreichend erfüllen konnte.
Dieses Gerät erforderte einen Saugmechanismus, bei dem Luft durch die Kugelverzahnung strömen musste, und die Motoren konnten nicht auf derselben Achse platziert werden. Aus diesem Grund wurde ein Zahnriemen verwendet, mit dem es allerdings Probleme gab. Die Spannung des Riemenmechanismus ändert sich bereits beim kleinsten Fehler drastisch, so dass es schwierig war, die richtige Spannung aufrechtzuerhalten. Wird der Riemen zu stark gespannt, erhöht sich die Belastung und die Mechanik wird beeinträchtigt. Wenn Sie ihn jedoch lösen, vibriert der Riemen und kann sich im schlimmsten Fall lösen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Genauigkeit aufgrund der Alterung im Langzeitbetrieb tendenziell nachlässt.
Daher konzentrierte sich das Unternehmen auf die Vorteile von „Hohlwellenmotoren“ anstelle von Riemenantrieben.
Ein „Hohlwellenmotor“ verfügt über eine hohle Motorwelle, sodass durch die Anbringung einer Kugelverzahnung am hohlen Innendurchmesser große Übertragungsmechanismen wie Zahnriemen und Zahnräder nicht mehr erforderlich sind. Darüber hinaus können wir durch die Beseitigung der Schwächen des Riemens erhebliche Verbesserungen der Genauigkeit, Vereinfachung des Mechanismus, Platzeinsparungen und Kostensenkungen erwarten. Allerdings war die Auswahl eines Hohlwellenmotors nicht einfach. Herr H. vom Designteam der Entwicklungsabteilung des Unternehmens beschreibt die damalige Situation wie folgt:
„Da der Motor das Schlüsselelement für Leistung und Kostenreduzierung war, haben wir ihn sorgfältig ausgewählt. Doch selbst nachdem wir verschiedene Informationen im Internet und in Katalogen gesammelt hatten, konnten wir kein Produkt finden, das unseren Anforderungen entsprach.“
Später besuchte ein Vertreter von SANYO DENKI CO., LTD. Unternehmen Y, um die Spezifikationen zu bestätigen, und befragte Herrn H. und andere ausführlich zu den erforderlichen Spezifikationen.
Als ich die Zeichnungen des aktuellen Modells zurückbrachte, beschloss ich, einen Motor auszuwählen, indem ich zunächst die Lastträgheit für jede Komponente berechnete. Als Ergebnis schlagen wir einen maßgeschneiderten Hohlwellenmotor (Hohldurchmesser φ8 mm) vor, der auf dem „56 mm quadratischen 2-Phasen-Schrittmotor“ basiert.
„Die Bearbeitungszeit vom Treffen bis zum Vorschlag betrug etwa eine Woche, sodass sie sehr schnell reagierten. Außerdem haben sie den Motor so angepasst, dass wir den Kugelkeilmechanismus verwenden konnten, den wir derzeit verwendeten (Herr H.)
Als nächstes beschlossen Herr H. und seine Kollegen, eine Prototypenbewertung verschiedener Leistungen des vorgeschlagenen Motors unter Verwendung einer tatsächlichen Maschine durchzuführen.
Als Ergebnis der Überprüfung haben wir bestätigt, dass die Verwendung eines Hohlwellen-Schrittmotors verschiedene Vorteile bietet.
Erstens haben wir den Mechanismus erheblich vereinfacht, indem wir eine Kugelverzahnung durch den hohlen Innendurchmesser geführt haben.
Darüber hinaus ist keine Wartung zur Aufrechterhaltung der Riemenspannung mehr erforderlich, und Probleme durch Riemenverschleiß können nun vermieden werden.
Selbst wenn es zu einem Ausfall kommen würde, müssten die bei einem Riemenantrieb erforderlichen Schritte – Entfernen und Ersetzen der entsprechenden Teile zum Entfernen des Riemens, Einstellen der Riemenspannung und Wiederzusammenbauen der Teile – nur ausgetauscht werden, sodass dies möglich wäre um die Anlage anzuhalten. Dies spart Zeit und reduziert den Wartungsaufwand erheblich.
Darüber hinaus wird durch die direkte Übertragung der Motordrehung die Positionierungsgenauigkeit erheblich verbessert. Darüber hinaus ist es durch die Verwendung einer Hohlwelle nun möglich, lineare Bewegungen und Drehbewegungen mit einer einzigen Kugelverzahnung auszuführen.
„Herkömmliche Geräte hatten separate Kugelverzahnungen für lineare Bewegung und Rotation, aber da beide Funktionen in ein Verzahnungsprofil integriert werden können, kann Platz gespart werden, was zu einer Reduzierung der Gerätekosten um 30 % führt.“
Nach eingehender Prüfung beschloss Unternehmen Y, den „Hohlwellenmotor“ offiziell einzuführen.
Herr H sagt zu dieser Einführung Folgendes:
„Durch den Austausch des Motors konnten wir wie erwartet die Genauigkeit verbessern, die Kosten senken und die Wartungszeit verkürzen. SANYO DENKI CO., LTD. verfügt über umfassende Kenntnisse des Systems, von der Auswahl des am besten geeigneten Motors bis hin zur Anpassung ausführlich."
Nach seiner Veröffentlichung sicherte sich das neue Modell von Unternehmen Y erwartungsgemäß einen großen Marktvorteil und baute seinen Marktanteil stetig aus. Wir leisten einen wichtigen Beitrag zur Kostensenkung und Qualitätssicherung von Halbleiterprodukten in einer Welt des globalen Wettbewerbs.
Weitere Informationen zu Schrittmotoren finden Sie auch unter „Was ist ein Schrittmotor? Erläutern seines Mechanismus, seiner Typen, seiner Verwendung (Antriebsmethode/Steuerungsmethode), seiner Vorteile und Funktionen.“
Veröffentlichungsdatum:
Die Fertigung strebt danach, weltweit die Nummer 1 zu sein
Technische Möglichkeiten, die eine erweiterte Anpassung ermöglichen
Bald 100-jähriges Jubiläum
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