採用“中空軸馬達”能否在提高精度的同時降低成本?

皮帶機構對精度方面的不安，有發生故障的風險...

Y公司是一家從事從各種普通產業用機械到尖端領域的半導體制造設備、檢查設備等的開發、生產和銷售的產業設備廠商。

該公司在開發某半導體制造設備的新型號時，面臨著巨大的課題。這是因為現有型號無法充分滿足提高精度和降低成本的市場需求。

該裝置由於需要吸附裝置，因此需要向滾珠花鍵中通入空氣，因此馬達無法配置在同一軸線上。因此，我們使用了同步帶，但同步帶存在問題。由於傳動帶機構的張力會因微小誤差而大幅變化，因此難以維持適當的張力。如果皮帶係得太緊，負荷就會變大，對機械機構產生不良影響。然而，如果放松，皮帶會振動，最壞的情況是它會脫落。另外，由於長時間工作導衹老化等原因，精度容易下降。

探討優勢明顯的“中空軸馬達”但未發現符合要求的產品...

因此，該公司著眼於“中空軸馬達”取代傳動帶驅動的優點。

「空心軸馬達」具有中空的馬達軸，因此透過在中空的內徑上安裝滾珠花鍵，就不再需要同步帶和齒輪等大型傳動機構。此外，透過消除皮帶的弱點，我們可以預期在精度、機構簡化、空間節省和成本降低方面將顯著提高。然而，選擇空心軸馬達並不容易。公司開發部設計團隊的H先生描述了當時的情況：
“由於電機是提高性能和降低成本的關鍵要素，因此我們在選擇時非常謹慎。但是，即使在網絡和目錄中收集了各種信息後，我們也無法找到滿足我們要求的產品。”

僅一周時間就提出最佳定制馬達方案

隨後，山洋電氣代表前往Y公司確認規格，並就所需規格詳細採訪了H先生等人。
當我帶回目前模型的圖紙時，我決定先計算每個組件的負載慣量來選擇馬達。因此，我們提出了以「56mm見方2相步進馬達」為基礎的客製化空心軸型馬達（中空直徑φ8mm）。

「從會議到提案的時間大約是一周，這是一個非常快速的回應。另外，為了直接使用目前使用的滾珠花鍵機構，還定制了馬達。」(H先生)

接著，H等人決定利用實機對提出的馬達進行各種性能的試制評測。

整個裝置一下子實現了30%的成本削減、簡單化和精度提高!

驗證結果證實了採用中空軸型步進電機的各種優點。

首先，透過將滾珠花鍵穿過中空內徑，我們顯著簡化了機構。
此外，不再需要維持皮帶張力的維護，現在可以避免皮帶老化所引起的問題。
即使發生故障，皮帶傳動所需的步驟 - 拆卸和更換相關部件以拆卸皮帶，調整皮帶張力，然後重新組裝部件 - 只需更換即可，因此這是可能的從而節省時間並顯著減少維護工時。

此外，透過直接傳輸馬達的旋轉，定位精度顯著提高。此外，透過使用空心軸，現在可以用單個滾珠花鍵執行直線運動和旋轉運動。
“傳統設備具有單獨的滾珠花鍵用於線性運動和旋轉，但由於這兩種功能可以集成到一個花鍵中，因此可以節省空間，從而使設備成本降低 30%（H 先生）。”

經過詳細核實，Y公司決定正式採用「空心軸馬達」。
H先生對此介紹如下：
「透過更換電機，我們能夠按照預期提高新型號的精度、降低成本並減少維護時間，從選擇最合適的電機到定制它，山洋電氣對此有透徹的了解。」詳細。

Y公司的新機型上市後，正如預期的那樣確保了巨大的市場優勢，市場份額穩步擴大。為全球競爭下半導體產品的成本削減和品質確保做出了巨大贡獻。

有關步進馬達的更多信息，請另參閱「什麼是步進馬達？解釋其機理、類型、如何使用它（驅動方法和控制方法）、優點和特點」。​

發布日期：2019-01-15 00:00