“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DC伺服系統製造商山洋電氣的銷售代表，並與他討論了這些問題。於是他們提出“定制並優化直流伺服電機”，我們立即委託他們完成這項工作。

山洋電氣很快就交付了一台根據 E 公司要求定制的繞線規格的原型機。 E公司收到馬達後，立即開始安裝到實機上，並進行測試。

「該設備使用三軸直流電機，他們設計的電機可以產生三個軸所需的精確速度和扭矩。我對他們在微調繞組方面的高水平專業知識和技術技能感到驚訝。
然而，Y軸上的溫度略微超過了允許的極限。由於該配置的負載效率較差，因此必須增加電流才能達到目標轉速，這不可避免地會導致產生大量熱量。由於安裝限制，無法增加馬達容量，因此我們決定改進負載周圍的結構。
隨後，山洋電氣的一位電機設計師與我們一起考慮發熱問題並提出建議，同時評估了散熱路徑和氣流。我很高興看到他們以友好的態度與我一起解決問題。 」 （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，山洋電氣還建議對電機軸進行定制，以便重新使用先前型號的滑輪。這種細緻的支援是E公司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，在成功完成測量裝置的開發後，M 先生說：
“能夠實現幾乎陷入僵局的開發目標，我感到很欣慰。非常感謝他們細緻的定制以及對成本的考慮。如果將來遇到任何困難，我一定會首先諮詢山洋電氣。”

發布日期：2019-01-27 00:00