突破線材束縛 我的線性滑軌會轉彎!

04 / 17 . 2018
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「線性滑軌」雖然對許多人來說聽起來很陌生,但其實,它隱身在你我的生活之中,小至便利商店的自動門、捷運車箱的閘門,大至飛機起飛降落會用到的起落架,都是線性滑軌的應用;不單是生活上的應用少不了它,線性滑軌更在工業自動化扮演著不可或缺的角色,堪稱是隱形英雄。

線性滑軌顧名思義,是運用線性馬達的推進,在軌道上往復運動,舉例來說,3C消費性電子產品的生產線,就常運用到線性滑軌的往復運動來進行組裝,其他應用面還包括輸送帶、搬運機器、工具機、自動化工程設備等。不過,傳統線性滑軌通常只能在單一水平面上來回運動,但是精機中心(PMC)開發出會轉彎、會「上下樓」的線性滑軌,提高工業自動化的應用彈性!

精機中心在經濟部技術處科技專案支持下,研發出「可轉向電磁耦合驅動線性模組技術」,簡單來說,就是把線性馬達「無線化」,利用無線傳輸技術來解決電線的問題,打破傳統線性馬達只能單一水平移動的限制。突破線材的限制後,現在不但會轉彎,還可以靠著串接,讓線性馬達上下移動。這使得未來的自動化生產線,可以像堆樂高積木一般,一層一層往上疊,讓原本就有限的廠地空間可以往上發展,從平面擴充成立體空間。

從有線到無線,聽起來是簡單的概念,但是中間要解決不少的技術關卡。首先,是電力傳輸效率問題。為了讓電力在無線傳輸的過程中,輸入到輸出的電壓恆定維持在一比一,也就是說,輸出端傳輸了100%的電,到馬達端也能接收到同樣的效率,這讓精機中心技術團隊幾乎想破頭,光是電磁繞線的長度或是粗、細、鬆、緊,都會是影響傳輸效率的關鍵,團隊做了不下上千次的試驗,整整調校了半年,才得出了可以有效控制的參數。

緊接面臨的第二個問題是,當線性滑軌要轉彎或垂直上下移動時,需與不同段的滑軌進行串接,兩段軌道的銜接處易產生些微誤差,而導致線性馬達「迷路」,無法精確到達該到的位置。為了讓精度控制在正負0.01毫米間,以符合工業應用,精機中心與北科大技術合作,運用在馬達驅動控制器中加裝感測器(SENSOR)的做法,一旦感測器偵測到即將經過串接的軌道,就會先行提出預警,驅動器就會預做訊號偵測的準備,並即時地將訊號回傳回來,藉以穩定地將精度控制在正負0.01毫米間。

在精機中心團隊努力下,「可轉向電磁耦合驅動線性模組技術」讓線性滑軌撇開線材的束縛,可以在三度空間運行。更重要的是,這項技術適用於所有的線性馬達,技術移轉時,無須更新機台,因此精機中心相當看好此技術的前景,在兩岸三地都申請了專利。目前已技轉給二家工業電腦及自動化相關業務廠商,未來將透過這項技術建構物聯網(IoT)智動化、智能監控、物聯網及智能系統等應用。從有線到無線,讓線性滑軌擺脫線材束縛從平面邁向立體,未來將可大大提升廠房的空間使用彈性。