“小型化”和“高精度”不能兼容嗎?

追求小型化、低價格化的精密測量機-課題是動力係統!?

從事各種測量儀器開發和生產的E公司為了提高競爭力，啟動了用於生產線嵌入的小型精密測量儀器開發項目。

E公司開發經理M先生表示：
「精密測量儀器不僅被引入到研發和品質控制等部門，而且還被引入到生產現場。因此，需要一種即使在生產現場也能進行穩定且高精度測量的高品質設備它也是一種緊湊且低成本的設備，可在線上安裝在生產現場。

隨著應用和用途的擴大，新的技術挑戰也隨之出現。
「如果使用工廠使用的200V交流電源來建造電力系統，控制設備將不可避免地變得更大。零件也將變得龐大且昂貴。而且，高壓的安全標準很嚴格，這也是一個障礙小型化。
因此，我們決定將電源系統配置為DC48V以下。我們認為這將使我們能夠顯著減小控制設備的尺寸和成本。此外，為了縮小設備的尺寸，我們決定在內部製造伺服放大器，其形狀與設備中的可用空間相符。 」（M先生）
考慮到小型化和降低成本的方針，E公司決定尋找最合適的伺服馬達。

縮小馬達尺寸導衹發熱增大...“小型化”和“高精度化”不能同時實現嗎?

我尋找可以在 DC48V 或更低電壓下驅動的馬達並進行了反覆測試，但是...
「因為我們降低了電壓，所以我們必須增加流過馬達的電流才能產生相同的轉數。此外，為了使設備更緊湊，馬達尺寸從之前使用的 73 毫米見方改變了。以前的型號，電機會產生大量熱量，導致金屬熱膨脹，從而導致溫度變化，並且在惡劣的環境下使用，為了實現測量精度，我們必須抑制熱量。允許值。

開發陷入僵局，M先生陷入了同時實現“小型化”和“高精度化”的難題。

通過線圈的“最佳定制”控制馬達溫度上升!

為了尋求解決方案，M 先生聯繫了生產DC伺服系統的山洋電氣的銷售代表，並討論了這些問題。當我們收到客製化和優化直流伺服馬達的建議時，我們立即要求他們也這樣做。

不久之後，山洋電氣交付了具有客製化繞組規格的原型產品，以符合 E 公司所需的規格。 E公司收到馬達後，立即安裝到實機上並開始驗證。

「該設備使用3軸直流電機，他們設計的電機可以產生完全滿足所有3軸所需規格的速度和扭矩。我對他們在精細調整電機方面的專業知識和技術能力感到驚訝繞組。」我做到了。
然而，Y軸上的溫度稍微超出了允許值。由於此配置負載效率較差，需要增加電流才能達到目標轉速，這不可避免地導致發熱量增加。由於安裝部件的限制，無法增加馬達的容量，因此我們決定改進負載周圍的結構。
然後，山洋電氣的一位馬達設計師與我們一起考慮發熱問題並給我們建議，同時評估散熱路徑和氣流。我很高興他們如此友好並願意與我一起解決問題。 」（M先生）

通過對繞組規格進行微調，並提高機械方面的馬達散熱效率，成功地將馬達表面溫度降低了10°C以上。當發熱控制在容許值以內時，M就確信能夠同時實現裝置的小型化和高精度化。

精密測量機的小型化成功!占地面積減少40%

此外，山洋電氣還建議客製化馬達軸，以便可以使用傳統機器的皮帶輪。這種詳細的跟進是E公司決定採用山洋電氣直流伺服馬達的決定性因素。

「此次，本想通過使用低速時響應性高的小容量DC伺服馬達，以及自行生產放大器，來實現裝置的高精度化、小型化和低成本化，但卻遇到了發熱這一意想不到的難題。不過，正是由於解決了這些課題，才得以順利使用DC伺服馬達，成功地將測量機的設置面積減小了40%。另外，內部生產的放大器省去了多余的功能，成本也降低了30%。」(M先生)

幾個月後，成功完成測量裝置開發的M先生說：
「我很欣慰，我們幾乎走進了死胡同的開發目標得以實現。我非常感謝不僅有詳細的定制，還有對成本方面的考慮。如果是這樣，我會先諮詢一下與山洋電氣。

發布日期：2019-01-27 00:00