2015年10月

雙軸直驅(qū)旋轉(zhuǎn)工作臺
機(jī)床在現(xiàn)今工業(yè)領(lǐng)域具有不可或缺的地位隶谒。由于近年來5軸機(jī)床的普及俊戳，工業(yè)產(chǎn)品，特別是一些要求精細(xì)加工的產(chǎn)品雪位，其設(shè)計的靈活性大大提升竭钝。以往不能實現(xiàn)批量生產(chǎn)的復(fù)雜設(shè)計，現(xiàn)在都能一一實現(xiàn)雹洗，而且效率和質(zhì)量更高香罐。我們每天使用的智能手機(jī)和平板電腦等電子產(chǎn)品的金屬機(jī)身，都是通過這些先進(jìn)的機(jī)床加工而成的队伟。目前多軸復(fù)合機(jī)床的技術(shù)發(fā)展?jié)u趨成熟，對旋轉(zhuǎn)工作臺（簡稱轉(zhuǎn)臺）的精度和速度的要求不斷提升幽勒。ITRI — 臺灣工業(yè)研究院（簡稱工研院）看準(zhǔn)未來市場的龐大需求嗜侮，自主開發(fā)了雙軸轉(zhuǎn)臺，配置雷尼紹RESOLUTE?系列絕對式圓光柵啥容，通過Panasonic串行協(xié)議連接到內(nèi)部開發(fā)的控制器上锈颗，協(xié)助業(yè)界開發(fā)具競爭力的轉(zhuǎn)臺方案。（擴(kuò)展閱讀：雷尼紹CCMT2016專題）

轉(zhuǎn)臺在機(jī)床上的價值

ITRI's 5-axis machining center
轉(zhuǎn)臺是機(jī)床中一個十分重要的附加組件，當(dāng)需要加工具有復(fù)雜曲面的工件時尤其如此击吱。廠商應(yīng)對不同的加工需求開發(fā)各種不同結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)臺淋淀。

轉(zhuǎn)臺的使用可擴(kuò)展加工中心的加工自由度，提供第4軸帖与、第5軸旋轉(zhuǎn)軸萍卑。傳統(tǒng)的3軸加工中心沒有配置轉(zhuǎn)臺，工件被固定在加工臺面上架看，每次的加工面只有頂面爬韧，而5軸加工中心，通過旋轉(zhuǎn)臺的移動锦列，工件只需裝夾一次即可完成5面體的加工奏喜，大大縮短裝卸工件的時間。臺灣工業(yè)研究院資深工程師陳冠文先生解釋轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)：“市場上的轉(zhuǎn)臺種類繁多誊预，有單軸效益、雙軸搖籃、多心軸式等等寡瘩。結(jié)構(gòu)主要由本體缔道、主軸承、工作盤面胶见、傳動系統(tǒng)寞奸、伺服電機(jī)、光柵及剎車系統(tǒng)所組成在跳。為了降低成本枪萄，大部分組件都是我們自主開發(fā)或在本地采購。經(jīng)過多年努力猫妙，整體成本目前已較眾多國際品牌大幅降低50%以上瓷翻，而我們的最終目標(biāo)就是把這些技術(shù)和生產(chǎn)方案轉(zhuǎn)移到本地的廠商，協(xié)助他們開發(fā)具競爭力的轉(zhuǎn)臺割坠∑胫悖”

工研院開發(fā)的轉(zhuǎn)臺配有旋轉(zhuǎn)軸和傾斜軸，兩者均采用自主開發(fā)的直驅(qū)電機(jī)彼哼，優(yōu)點在于其高轉(zhuǎn)矩对妄、高剛性、低磨耗及無反向間隙等敢朱，前者容許360度轉(zhuǎn)向剪菱，后者轉(zhuǎn)動范圍為170度。兩軸均配置RESOLUTE RESA圓光柵拴签，提供23 Bit分辨率渗某，連接Panasonic伺服驅(qū)動和工研院自主開發(fā)的控制器。轉(zhuǎn)臺兩軸整體定位精度和重復(fù)精度分別為±10角秒和±5角秒，系統(tǒng)最小分辨率達(dá)0.001度折焙。盤面直徑為250 mm晶睦，提供扭力為170/300 Nm（旋轉(zhuǎn)軸）和245/440 Nm（傾斜軸）。

RESOLUTE絕對式光柵

ITRI rotary table tilt axis RESOLUTE RESA
直驅(qū)電機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計的特性促使光柵一般內(nèi)藏在電機(jī)內(nèi)层漠，由于電機(jī)內(nèi)部空間有限爱茫，故對光柵讀數(shù)頭的體積有嚴(yán)格的要求，設(shè)計必須緊湊抢督。陳冠文先生說道：“我們在光柵選型時稼注，體積是重要的考慮因素之一，而且必須選開放式的光柵喧雹，原因是封閉式光柵有封裝外殼栓堕，體積過于龐大，一般不適合安裝在直驅(qū)電機(jī)的機(jī)構(gòu)上越名。另外加工中心的工作環(huán)境一般十分嚴(yán)峻裤爆，充斥大量切削殘屑、油漬等污染物渺蒿，不過由于光柵內(nèi)藏在電機(jī)內(nèi)痢士，故對開放式光柵來說不是問題。RESOLUTE的防護(hù)等級達(dá)IP64茂装，足以應(yīng)付一般污染怠蹂，就算是光柵意外被冷卻液或削屑弄臟，清潔后即可正常工作少态〕遣啵”

雷尼紹RESOLUTE絕對式光柵設(shè)計緊湊，讀數(shù)頭尺寸僅36 x 14.9 x 16.5 mm彼妻，是市場上少數(shù)高規(guī)格但體積輕巧的光柵嫌佑，支持多種工業(yè)串行協(xié)議。讀數(shù)頭采用先進(jìn)光學(xué)濾波鏡組侨歉，有效過濾因光柵尺上的污染物而造成的噪聲屋摇，維持超低的噪聲等級（抖動達(dá)10納米RMS）以促成絕佳的位置穩(wěn)定性，同時從根本著手使用強(qiáng)化型的檢測機(jī)制幽邓，實現(xiàn)僅±40納米的極低細(xì)分誤差 (SDE)炮温，促使機(jī)床加工出表面更加光滑的工件。

提升生產(chǎn)效率

RESOLUTE圓光柵在旋轉(zhuǎn)軸上
時間就是金錢核必，特別是在現(xiàn)今產(chǎn)品生命周期縮短茸汇，產(chǎn)品多樣化的激烈競爭年代。生產(chǎn)商在追求產(chǎn)品的質(zhì)量以滿足客戶要求的同時实朗，必須不斷提升生產(chǎn)效率测捐，務(wù)求新產(chǎn)品能盡快推出市場，這就要求相應(yīng)提升生產(chǎn)設(shè)備的效率加以配合垮撇。陳冠文先生說道：“轉(zhuǎn)臺速度的提升能顯著降低整體生產(chǎn)成本法简，要知道有些規(guī)模龐大的生產(chǎn)線每天有數(shù)以萬計的設(shè)備投產(chǎn)，或大或小的任何停頓和延誤都會造成整體成本的上升状堰。絕對式光柵其中一個特點就是每次啟動時實時采集絕對位置蓝鹿，無須返回原點，而且在電源重啟或更換斷刀后能在停頓位置繼續(xù)執(zhí)行先前的工作糯驯，不像增量式光柵需要重新返回原點重啟贰往，這無疑大大縮短了整體生產(chǎn)時間“腋＃”

定制化方案

轉(zhuǎn)臺精度檢測結(jié)果（使用雷尼紹XL-80激光干涉儀）
工研院一直致力于開發(fā)業(yè)界新技術(shù)伊厉，如其他創(chuàng)新者一樣，在開發(fā)過程中難免會碰到一些挑戰(zhàn)坦冠。陳冠文先生說道：“我們當(dāng)初的計劃就是要做一款具競爭力的轉(zhuǎn)臺形耗，鑒于工研院與Panasonic多年友好關(guān)系和對其產(chǎn)品的經(jīng)驗，我們選擇采用Panasonic伺服驅(qū)動辙浑。不過當(dāng)時市場上并沒有能滿足我們規(guī)格要求同時兼容Panasonic串行協(xié)議的開放絕對式圓光柵激涤。我們只好嘗試聯(lián)絡(luò)光柵廠商查詢定制化方案，幸好最后與雷尼紹達(dá)成共識判呕，他們愿意為我們開發(fā)相關(guān)的RESOLUTE絕對式圓光柵倦踢，經(jīng)過Panasonic、工研院與雷尼紹三方的努力侠草，最后得以成功開發(fā)出臺灣地區(qū)第一臺采用Panasonic串行協(xié)議的直驅(qū)轉(zhuǎn)臺辱挥。與雷尼紹合作多年，有感他們的售后支持一直做得十分到位梦抢，而RESOLUTE光柵的表現(xiàn)與我們采用過的SiGNUM?系列增量式光柵和XL-80激光干涉儀同樣出色般贼。”

公司簡介

ITRI senior engineers
工業(yè)技術(shù)研究院成立于1973年奥吩，是國際級的應(yīng)用科技研發(fā)機(jī)構(gòu)哼蛆，擁有近6000位科技研發(fā)精英，其宗旨是以科技研發(fā)帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展划搓，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值沮念，增進(jìn)社會福祉。成立四十年來验脐，累積超過2萬件專利澜碎，培育及孵化260家公司。工研院提供全方位的研發(fā)合作與商業(yè)顧問服務(wù)织活，包括新技術(shù)與新產(chǎn)品委托開發(fā)嫡境、小型試量產(chǎn)贯森、制程改善、校準(zhǔn)測量褒饱，以及技術(shù)轉(zhuǎn)移沛目、知識產(chǎn)權(quán)增值服務(wù)等，并設(shè)置開放實驗室及孵化中心援儡，積極培育及推動創(chuàng)業(yè)公司發(fā)展莲赐，加速產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)及孕育新興高科技產(chǎn)業(yè)。

(暫不可見)/encoders

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