RESOLUTE™絕對式光柵在直驅旋轉工作臺上的應用

寂靜天花板

加工技術的進步以及市場對高質量產品的旺盛需求促使機床制造商不斷向更高技術領域邁進。現代金屬模具制造技術日趨成熟，與此同時，原材料成本也在不斷上漲。受此諸多因素影響，市場逐漸朝“高速輕切削”的方向發展。利用目前的模具技術生產出的工件已非常接近目標尺寸，僅需要再經過輕度切削就能準確達到最終尺寸，其效率較以往傳統加工方法高出不少。臺灣晟昌機電股份有限公司（以下簡稱“晟昌”）預見到未來直驅旋轉工作臺（以下簡稱“轉臺”）在機床上使用的優勢和潛力，近年積極開發出多款高性能直驅轉臺，大大提升了相關領域的精密加工效率和良品率。雷尼紹RESOLUTE系列絕對式圓光柵可使用多款工業串行通信協議，為晟昌的轉臺提供高性能和穩定的位置反饋解決方案。

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% Q9 X& J5 F& T$ y0 KRESOLUTE系列絕對式光柵在轉臺上的應用
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6 x9 j' B" S- [  \% e直驅轉臺 — 未來趨勢
6 s+ J* w  F) M4 S9 Y直驅轉臺免除了傳統蝸輪蝸桿驅動轉臺所需要的傳動機構和相關組件，具有轉速高、響應快、無反向間隙、噪音低和體積緊湊等優點。從長遠來看，它能夠有效協助客戶節省加工時間和成本。
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RESOLUTE系列絕對式圓光柵


, J' S  d! E) w" `以往直驅轉臺因制造成本高昂及力矩不足，一直未能真正普及。然而，近年隨著相關行業加工工藝的提升，此類轉臺的應用領域已逐漸擴大。傳統3軸機床加裝第4軸、第5軸的轉臺后，可一次性完成多面體加工，無論是產能還是效率均得到充分提升。晟昌總經理彭昭群先生在分享他對直驅轉臺市場發展的看法時，談到：“直驅轉臺在我看來就像一個‘低轉速內藏式主軸’，視加工復雜程度而定，一般轉速在200 RPM以下。相比高速主軸，轉臺的技術門坎相對較低，制造成本的控制則是確保成功的一個關鍵因素。臺灣的制造業體系完善，在加工工藝成本方面有一定的優勢。此外，晟昌擁有豐富的機電整合經驗，電機的定轉子和繞線等制程均可自主完成，其他零部件也大部分采購自臺灣本土企業。我們的轉臺在市場上一直備受客戶青睞，目前已在不少知名智能手機生產商的機床上二十四小時不間斷工作。”


# |2 R+ T% w/ P6 `# x影響轉臺精度的因素
7 D( M4 C0 L, {* n: s運動控制系統的誤差受諸多因素影響，這些誤差主要來自各個機械零部件、傳動機構以及定位系統（光柵）等。其中，作為關鍵組件之一的光柵本身的刻度誤差、細分誤差、安裝穩定性（受偏心、溫度和振動等因素影響）以及抖動誤差等都會直接影響系統的整體精度。光柵的柵距越小，抖動和細分誤差就會越低，定位的精度和速度紋波就會越好，這意味著系統將有更流暢的速度控制和更高的位置穩定性。對于轉臺這類需要極高精確性和穩定性的設備而言，這一點尤其重要。RESOLUTE系列光柵擁有30 μm的微小柵距，細分誤差僅+/-40 nm，抖動誤差低于10 nm RMS，是市場上為數不多能提供如此優異性能的光柵。

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XL-80激光干涉儀搭配XR20-W回轉軸校準裝置
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* q! W  S8 @3 b3 {* f光柵的誤差可分為重復性和非重復性兩類：重復性誤差是指來自光柵本身的誤差，或光柵安裝后所產生的誤差，而非重復性誤差是指因傳動系統的軸承反向間隙而產生的誤差，以及因連接軸的抗扭剛度不足而產生的誤差等；重復性誤差一般可通過補償將其降低，非重復性誤差則無法消除。帶軸承的封閉式圓光柵會產生如連接件間隙、軸跳動、機械滯后等非重復性誤差，而非接觸式開放式光柵則沒有這個問題，因此絕大部分直驅轉臺都會選用開放式光柵。
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定制化方案
就目前市場而言，雖然采用工業計算機控制器的機床有上升的趨勢，但大多數主流機床仍采用FANUC、SIEMENS、MITSUBSHI等知名的傳統控制器，原因是客戶普遍對這些品牌控制器的穩定性更有信心。彭總經理說道：“高速輕切削是未來機床加工的發展方向，我們的轉臺業務就是要按照客戶的需求（如控制器規格等），提供可與其控制器連接的標準和定制化轉臺方案。作為轉臺中的一個關鍵部件，光柵規格的多樣性和兼容性是我們在選型時一個重要的考慮因素。雷尼紹RESOLUTE光柵產品的兼容性很強，涵蓋一系列工業通信協議，包括BISS（適用于工業計算機控制器）、FANUC、MITSUBSHI、PANASONIC和SIEMENS等等，另外供選擇的圓光柵直徑尺寸也十分齊全，為我們的產品設計提供了很大的便利。”
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好東西，值得研究一下。