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令人大開眼界的步進馬達
成本可以再低一點嗎?
實例剖析!
所有設計者共同的煩惱就是降低成本。成本能夠再低一點嗎?真的沒有空間再低一些嗎?這次我們針對窘境,以實際的滾珠螺桿機構為基礎,挑戰同時升級規格還有降低成本。雖然只是範例,希望能為大家帶來解決之道。
任務

在直動機構場合

① 提升速度
② 確實降低成本

【設備原來評估的情況】

機構:滾珠螺桿+伺服馬達 負載、速度、導程等條件如右。
一般的想法是“伺服加螺桿才是王道”,因此設定此條件。

任務

試將機構變更為皮帶‧皮帶輪

・ 要提升速度的話,用滾珠螺桿 ⇒ 皮帶機構好像比較好

⇒如果定位精度沒問題的話想換成皮帶機構。皮帶機構的速度可以1000mm/sec~1500mm/sec。

・ 能換成皮帶的話可大幅降低成本

⇒想要使用成本較便宜的皮帶,但是,因為皮帶機構的剛性低,此時若使用自動增益調整的伺服馬達則會造成機構晃動。

問題點

① 螺桿和皮帶在停止精度的差異…要求多精準的停止精度呢?
② 低剛性造成的影響…對整定時間造成不好影響,避開增益調整問題

① 螺桿的停止精度比較好,換成皮帶會不會有問題?

⇒重新確認設備上實際的要求後,得知要求的停止精度在±0.05 ~0.1mm,其實不需要螺桿般的精度,換成皮帶應該沒問題。

② 換成皮帶的話,因為機構的剛性降低,伺服馬達的動作變得不安定。

⇒就算同樣是定位馬達,如果是無編碼器的步進馬達則無需調整,因此很適合低剛性機構。
負載變動不影響動作穩定。接下來,以同樣輸出功率的馬達來評估。

試算

機構:皮帶‧皮帶輪+馬達:步進馬達來測試

結果

還有大幅降低成本的空間!

藉由重新檢視機構,弄清楚馬達的特性再選用。雖然馬達尺寸變大,但是可同時達成規格升級和降低成本。以往是憑使用方便性和印象來選擇馬達,其實應該要意識到伺服與步進動作的差異才對。沒想到價格也是換成步進馬達比較便宜。如果這樣可行,其他設備想必也有降低成本的空間吧!重點是意識到活用馬達特性,找出規格與成本的平衡後再選用。希望能當作日後選用的參考。