


อุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ต้องการความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งระดับนาโนเมตรและการตอบสนองที่รวดเร็ว ดังนั้นการเลือกมอเตอร์ควบคุมจึงเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่กำหนดความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพการผลิตของอุปกรณ์
การเลือกมอเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับข้อกำหนดการใช้งานของแต่ละกระบวนการนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มผลผลิตและรับประกันการทำงานที่เสถียรของอุปกรณ์
มอเตอร์ควบคุมไม่ได้เป็นเพียงส่วนประกอบในการขับเคลื่อนเท่านั้น แต่ยังมีบทบาทสำคัญในฐานะส่วนหนึ่งของระบบควบคุม ซึ่งช่วยสนับสนุนความแม่นยำในการทำงานของเครื่องจักร
การเลือกมอเตอร์ต้องอาศัยวิจารณญาณทางเทคนิคขั้นสูง เนื่องจากตัวชี้วัดประสิทธิภาพหลายประการ เช่น ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่ง ความเร็วในการตอบสนอง ขนาดกะทัดรัด ความทนทานต่อสภาพแวดล้อม และความสามารถในการบำรุงรักษา ล้วนส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพการผลิตของอุปกรณ์
บทความนี้จะให้คำแนะนำในการเลือกมอเตอร์ควบคุม โดยกล่าวถึงประเภทและลักษณะเฉพาะของมอเตอร์ควบคุมทั่วไป จุดเลือกตามข้อกำหนดที่จำเป็นสำหรับแต่ละกระบวนการ และตัวอย่างการใช้งานจริง
มีมอเตอร์ควบคุมหลายประเภทที่ใช้ในอุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ดังแสดงในภาพด้านล่าง สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจลักษณะเฉพาะของแต่ละประเภทและเลือกมอเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดตามข้อกำหนดที่ต้องการสำหรับแต่ละกระบวนการ
มอเตอร์นี้สามารถควบคุมตำแหน่ง ความเร็ว และแรงบิดได้อย่างแม่นยำสูง การควบคุมแบบวงปิดโดยใช้ตัวเข้ารหัสความละเอียดสูงช่วยให้ได้ทั้งการกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำสูงและการตอบสนองที่รวดเร็ว
เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการการควบคุมที่แม่นยำ เช่น แท่นลำเลียงและกลไกการจัดตำแหน่ง และยัง ใช้ในกระบวนการต่างๆ มากมายในอุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์
ในทางกลับกัน มอเตอร์แบบสเต็ปเปอร์มีราคาแพงกว่า และระบบควบคุมก็ซับซ้อนกว่าเล็กน้อย
นี่คือ มอเตอร์ควบคุมที่ทำการเคลื่อนที่เชิงเส้นโดยตรง ไม่ใช่การหมุน
ไม่จำเป็นต้องใช้กลไกแปลงการหมุนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น เช่น สกรูบอล และสามารถทำงานด้วยความเร็วสูงในช่วงระยะการเคลื่อนที่ยาว มีความแม่นยำสูง การกำหนดตำแหน่งที่ตอบสนองฉับไว และการทำงานที่เสถียรในช่วงความเร่งสูง นอกจากนี้ยังมีชิ้นส่วนสึกหรอน้อย จึงบำรุงรักษาง่าย
มอเตอร์ควบคุมมัก ถูกใช้ในอุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการที่ต้องการการกำหนดตำแหน่งที่รวดเร็วและแม่นยำสูง
นี่คือ มอเตอร์ควบคุมที่มีโครงสร้างเรียบง่ายซึ่งใช้การควบคุมแบบวงเปิด
มอเตอร์แบบมอเตอร์เดี่ยวเหมาะสำหรับงานที่ต้องทำซ้ำๆ และงานที่มีภาระเบา และมีประสิทธิภาพสำหรับงานที่อยู่ในสภาวะคงที่ เช่น การจ่ายก๊าซและการควบคุมวาล์ว มีราคาถูกกว่ามอเตอร์เซอร์โวและให้ประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม มอเตอร์แบบมอเตอร์เดี่ยวก็มีปัญหา เช่น ข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่ง การเบี่ยงเบน และการสั่นสะเทือน และมีความแม่นยำในการควบคุมด้อยกว่ามอเตอร์เซอร์โว
ในอุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ มอเตอร์เซอร์โวมัก ใช้ในกระบวนการต่างๆ เช่น การเปิดและปิดประตู ซึ่งเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างช้าและไม่ต้องการฟังก์ชันการทำงานสูงและความแม่นยำสูงในการกำหนดตำแหน่งของมอเตอร์เซอร์โว
มอเตอร์ควบคุมนี้ผสมผสานคุณสมบัติของมอเตอร์เซอร์โวและมอเตอร์สเต็ปปิ้งเข้าด้วยกัน โดยมีวิธีการควบคุมที่สลับจากระบบควบคุมแบบวงปิดโดยอัตโนมัติในระหว่างการหมุน ไปเป็นระบบควบคุมแบบวงเปิดเมื่อหยุดหมุน
เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์สเต็ปปิ้ง มอเตอร์แบบมอเตอร์หมุนได้มีโอกาสเกิดการก้าวพลาดน้อยกว่า มีการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนต่ำกว่า และมีความน่าเชื่อถือและความแม่นยำสูง ในขณะเดียวกันก็ให้การทำงานที่ราบรื่นใกล้เคียงกับมอเตอร์เซอร์โว นอกจากนี้ สำหรับการใช้งานที่ไม่ต้องการฟังก์ชันการทำงานและประสิทธิภาพสูงของมอเตอร์เซอร์โว มอเตอร์แบบมอเตอร์หมุนได้ยังช่วยให้สามารถสร้างระบบที่มีราคาถูกกว่าได้
ในอุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ มอเตอร์ควบคุมมักถูก ใช้ในกระบวนการที่เน้นความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการทำงานของมอเตอร์เซอร์โวและความสะดวกและต้นทุนของมอเตอร์สเต็ปปิ้ง
| ประเภทมอเตอร์ | ความแม่นยำ | การตอบสนอง | ความยากของระบบ | ค่าใช้จ่าย | ความถี่ในการใช้งาน |
|---|---|---|---|---|---|
| เซอร์โวมอเตอร์ | สูง | สูง | สูง | สูง | มากมาย |
| เซอร์โวมอเตอร์เชิงเส้น | สูงมาก | สูงมาก | สูง | สูง | มากมาย |
| สเต็ปเปอร์มอเตอร์ | ปานกลาง | ปานกลาง | ต่ำ | ต่ำ | เล็ก |
| วงปิด มอเตอร์สเต็ปปิ้ง |
สูง | สูง | ปานกลาง | ปานกลาง | ปานกลาง |
| ประเภทมอเตอร์ | บุญ | ข้อเสีย |
|---|---|---|
| เซอร์โวมอเตอร์ |
|
|
| สเต็ปเปอร์มอเตอร์ |
|
|
| วงปิด มอเตอร์สเต็ปปิ้ง |
|
|
อุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ต้องการการควบคุมขั้นสูง และมอเตอร์ที่ใช้ต้องมีประสิทธิภาพแตกต่างจากมอเตอร์ที่ใช้ในเครื่องจักรอุตสาหกรรมทั่วไป
ในส่วนนี้ เราจะเน้นที่มอเตอร์เซอร์โวและอธิบายประเด็นสำคัญด้านประสิทธิภาพของมอเตอร์ที่เหมาะสมกับอุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์
ในการเลือกมอเตอร์เซอร์โวสำหรับอุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ สิ่งแรกที่ต้องพิจารณาคือคุณลักษณะแรงบิดที่สามารถขับเคลื่อนโหลดของอุปกรณ์ได้อย่างน่าเชื่อถือ นอกเหนือจากแรงบิดสูงสุดและแรงบิดต่อเนื่องแล้ว ยังจำเป็นต้องพิจารณาด้วยว่าแรงบิดสูงสุดชั่วขณะระหว่างการเร่งความเร็วและการลดความเร็วเพียงพอหรือไม่
ความแม่นยำในการควบคุมของมอเตอร์เซอร์โวนั้นได้รับผลกระทบอย่างมากจากความละเอียดและวิธีการตรวจจับของตัวเข้ารหัส มอเตอร์ที่ติดตั้งตัวเข้ารหัสความละเอียดสูงมักใช้ในกระบวนการที่ต้องการการกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำเป็นพิเศษ
แบนด์วิดท์ควบคุมของมอเตอร์เซอร์โวมีผลต่อเวลาในการหยุดนิ่งของตำแหน่งและลักษณะการลดการสั่นสะเทือน ในการใช้งานที่ต้องการการเคลื่อนที่และการหยุดอย่างรวดเร็วซ้ำๆ จำเป็นต้องมีการศึกษาอย่างครอบคลุม รวมถึงการปรับค่าเกนของระบบควบคุมและมาตรการป้องกันการเกิดเรโซแนนซ์ในโครงสร้างของอุปกรณ์
อุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์มักต้องการติดตั้งมอเตอร์หลายแกนในพื้นที่จำกัด หากขนาดภายนอกหรือน้ำหนักของมอเตอร์มากเกินไป จะส่งผลต่อการออกแบบโดยรวมของอุปกรณ์ ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่มอเตอร์จะต้องมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา
ระบบเซอร์โวไม่ได้มีแค่ตัวมอเตอร์ แต่เป็นการทำงานร่วมกับตัวขยายสัญญาณเซอร์โวและอุปกรณ์ควบคุมระดับสูงกว่า ดังนั้น ในการเลือกมอเตอร์ จึงต้องคำนึงถึงความเข้ากันได้กับโปรโตคอลเครือข่าย (EtherCAT, EtherNet/IP เป็นต้น) และความสามารถในการขยายเพิ่มเติมด้วยเซ็นเซอร์และฟังก์ชันความปลอดภัยต่างๆ ด้วย
อุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ต้องการการทำงานที่เสถียรและแม่นยำสูง ดังนั้นการสั่นสะเทือนและความร้อนที่เกิดจากมอเตอร์จึงอาจส่งผลเสียต่อกระบวนการได้
นอกจากนี้ อุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ยังใช้พลังงานจำนวนมาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้มอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูง เพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและตอบสนองต่อการพัฒนาอย่างยั่งยืน
เซอร์โวแอมพลิฟายเออร์บางรุ่นมาพร้อมกับคุณสมบัติด้านความปลอดภัยมาตรฐาน เช่น การควบคุมเบรกและการจำกัดแรงบิด จากมุมมองของการปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยของระบบโดยรวม ควรตรวจสอบคุณสมบัติด้านความปลอดภัยของมอเตอร์และแอมพลิฟายเออร์ และนำไปใช้งานตามความจำเป็น
เนื่องจากอุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์มักต้องทำงานต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง ความน่าเชื่อถือสูงของเซอร์โวมอเตอร์จึงมีความสำคัญ ควรเลือกเซอร์โวมอเตอร์ที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานระยะยาว รวมถึงระบบสนับสนุนจากผู้ผลิตด้วย
SANYO DENKI นำเสนอมอเตอร์ควบคุมหลากหลายรุ่น เพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของอุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์
AC เซอร์โวมอเตอร์ นี้ให้ประสิทธิภาพการทำงานของเซอร์โวขั้นสูงและประหยัดพลังงาน
อัตราการตอบสนองความถี่ความเร็วเพิ่มขึ้นเป็น 3.5 kHz (สูงกว่ารุ่นก่อนหน้า 1.6 เท่า*) และมีตัวเข้ารหัสความละเอียดสูงให้เลือกตั้งแต่มาตรฐาน 23 บิต (สูงกว่ารุ่นก่อนหน้า 64 เท่า*) ไปจนถึงสูงสุด 27 บิต นอกจากนี้ การออกแบบที่กะทัดรัดและน้ำหนักเบายังช่วยให้สามารถลดขนาดอุปกรณ์และประหยัดพื้นที่ได้อีกด้วย
*ผลิตภัณฑ์ก่อนหน้าของเรา: ระบบเซอร์โว AC SANMOTION R

ระบบนี้ช่วยให้การเคลื่อนที่เชิงเส้นมีความเร็วสูงและแม่นยำสูง ส่งผลให้รอบการทำงานสั้นลงและเพิ่มผลผลิตได้ดียิ่งขึ้น
มอเตอร์เซอร์โวเชิงเส้นไม่มีชิ้นส่วนที่สัมผัสกันทางกลหรือสึกหรอเหมือนกับสกรูบอล ดังนั้นจึงช่วยลดความถี่ในการบำรุงรักษาอุปกรณ์
นอกจากแบบแบนแล้ว ผลิตภัณฑ์ของเรายังรวมถึงแบบแม่เหล็กตรงกลางที่สามารถลดความซับซ้อนของโครงสร้างอุปกรณ์ได้โดยการหักล้างแรงดึงดูดแม่เหล็กภายในตัวมอเตอร์เอง และมอเตอร์เซอร์โวเชิงเส้นแบบคู่ที่มีความเร่งสูงอีกด้วย

สามารถลดขนาดและน้ำหนักของชิ้นส่วนต่างๆ ได้อย่างมาก ทำให้ได้แรงบิดสูง การสั่นสะเทือนต่ำ และเสียงรบกวนต่ำ โดยการตรวจสอบและปรับปรุงการออกแบบชิ้นส่วนต่างๆ อย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่ยังคงรักษาแรงบิดสูงไว้ได้
มอเตอร์สเต็ปเปอร์ซีรีส์ "SANMOTION F" เป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ระดับสากล (เช่น มาตรฐาน UL) เป็นข้อกำหนดมาตรฐาน มีผลิตภัณฑ์ให้เลือกมากมาย และยังมีมอเตอร์สเต็ปเปอร์แบบขับเชิงเส้นให้เลือกใช้ด้วย สามารถปรับแต่งได้อย่างยืดหยุ่นเพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้าแต่ละราย รวมถึงความเข้ากันได้กับสภาพแวดล้อมสุญญากาศ การแปรรูปเพลา และการติดตั้งแดมเปอร์
หน้ารายละเอียด: ตัวอย่างการปรับแต่งมอเตอร์

มอเตอร์สเต็ปปิ้งใช้งานง่ายกว่ามอเตอร์เซอร์โว และมีความน่าเชื่อถือมากกว่ามอเตอร์สเต็ปปิ้ง โดยเป็นการรวมข้อดีของมอเตอร์ทั้งสองประเภทเข้าไว้ด้วยกัน
เซ็นเซอร์ตรวจจับตำแหน่งจะสลับระหว่างการควบคุมแบบวงปิดโดยอัตโนมัติขณะหมุน และการควบคุมแบบวงเปิดเมื่อหยุดหมุน
วิธีนี้ช่วยป้องกันการสูญเสียการซิงโครไนซ์ เช่นเดียวกับมอเตอร์แบบสเต็ปปิ้ง ซึ่งส่งผลให้การสั่นสะเทือนลดลงและอุปกรณ์มีความน่าเชื่อถือมากขึ้น
ควบคุมดูแลโดย: กลุ่มบริษัท SANMOTION ฝ่ายขาย SANYO DENKI CO., LTD.
วันที่วางจำหน่าย: