αSTEP AZ系列的開發秘辛「開發世界上最簡單的定位馬達」發售10年的歷程與展望

αSTEP αSTEP AZ系列的開發秘辛「開發世界上最簡單的定位馬達」發售10年的歷程與展望

αSTEP AZ系列是於步進馬達搭載ABZO編碼器,實現無需電池的絕對式系統。受到眾多客戶的支持,即將迎接10周年。而伺服型的AZX系列也於2023年1月登場。值此10周年暨新產品AZX系列發售之際,我們特別聽聽開發負責人對持續不斷進化的AZ家族有什麼看法。

Chapter 1. αSTEP AZ系列誕生前夕

從編碼器的小型化技術獲得啟發,劃時代的產品就此誕生。

控制機器系統事業部 部長 菅原力
控制機器系統事業部 部長 菅原力

請談談αSTEP AZ系列的開發背景及動機。

菅原:2010年左右,我們發現了可讓機械式絕對式編碼器更為精巧的重要技術,於是我們便想,將這樣的技術與αSTEP結合,是否可以做出有趣的產品呢?這便是最初的動機。其他公司雖然也有無需電池的絕對式系統,但一般都是安裝在伺服馬達上。我們那時候想,若安裝於步進馬達上,製作出的產品似乎就不需要增益等調整,也不用對絕對式系統來說不可缺少的電池維護了。於是我們便開始開發AZ系列,但當時卻因2011年的東日本大地震而完全停擺。主要原因是要先處理產品供應,再者是當時景氣低迷,員工都不能加班。但私底下的開發仍持續進行。

鈴木:我記得那時我們還會趁工作的空檔一點一滴製作回路,也曾在出差回程的電車上開會。也做了很多試作品,應該比其他產品都來得多。

請問在開發產品時,進行了什麼樣的研究調查呢?

菅原:拜訪客戶的時候,除了介紹上一代的αSTEP AR系列外,我們也會與客戶交換看法,了解對方遇到的問題,認真地聽取意見。當時絕對式在沒電的時候,必須要進行原點復歸。因此必須安裝平常用不到的外部檢知器,以便復原時使用,這麼一來,便無法充分發揮絕對式的優勢。此外,我們也聽客戶說原點設定相當麻煩。AZ系列可以解決這些難題,所以我們從開發的階段開始就覺得這項商品一定會大受歡迎。

開發AZ系列時,技術上有什麼困難點或辛苦的地方嗎?

菅原:然還是檢知器的部分。由於是機械式的絕對式編碼器,內部組合了齒輪,因此必須保證編碼器的精度與穩定性。我們重複進行了未曾嘗試過的測試等等,真的非常辛苦。但由於我們也有自製減速機,所以我想應該或多或少都用上了由此培養出的齒輪技術及經驗。

AZ系列

Chapter 2. 獲得的評價遠遠超乎想像

解決客戶原點復歸的課題,隨著品項的完善,更進一步滲透市場。

控制機器系統事業部 控制技術部 主任 鈴木史人
控制機器系統事業部 控制技術部 主任 鈴木史人

經過約2年的開發期,αSTEP AZ系列最終於2013年發售。發售至今已逾10年,累計出貨台數達到35萬台,從αSTEP家族發售開始起算,則即將到達100萬台※,深受客戶歡迎,請談談當時客戶的反應。

  • ※ 截至2021年底

菅原:我們在很早期的階段便透過介紹得知了半導體設備製造商的開發消息,因此也如預期地打入市場。此外,汽車製造產線等與FA(工廠自動化)有關的客戶反應也很好。由於檢知器在塵埃飛揚、油氣噴飛等外部環境惡劣的場所經常會發生錯誤動作,因此我們想做出不用原點等檢知器的絕對式系統。但伺服馬達沒電或更換時需要大費周章。也有客戶不使用檢知器,而是推壓機構端,用機械式手段進行原點標出,我們也才發現原點標出及外部檢知器的問題遠超過我們的想像。我想AZ系列也是因此才會獲得客戶的高評價。

鈴木:最初僅有安裝尺寸42mm型與60mm型的兩種機種,所以一開始我們的重點是在市場上推廣這種新的絕對式系統。之後隨著品項的完善,可以涵蓋客戶的輸出範圍後,就一口氣普及了起來。

菅原:其實我們在上一代的αSTEP AR系列就遇過因為網路支援方面的開發跟不上,所以被其他公司奪得先機的經驗。有鑑於此,開發AZ系列的時候,我們便與外部的協力廠商一同快速發展網路方面的支援。我想這一點也有助於AZ系列的普及

在產品獲得客戶採用時,有任何讓您印象深刻的經歷嗎?

菅原:應該是獲得晶圓搬運機器人採用那次吧。原本使用其他公司伺服馬達的客戶,後來完全改採本公司的產品。決定性的關鍵在於,搬運機器人沒辦法安裝檢知器,因此必須使用絕對式系統。機構的負載慣性又大,剛性又低,不適合採用容易振動的伺服馬達。步進馬達加上閉回路控制的絕對式系統可說是最佳選擇。因為客戶以前並沒有與本公司做過生意,所以一開始對我們也抱持著懷疑的態度,但現在我們已經建立起了相當良好的信賴關係。

還有其他受到客戶好評的地方嗎?

菅原:來就是價格吧。在馬達構造上,步進馬達的價格低廉,且AZ系列不需要高精度的編碼器就能控制。因為是絕對式系統,所以也不需要原點等外部檢知器或配線。可望降低總成本。

Chapter 3. 伺服型AZX系列登場

以伺服馬達涵蓋高輸出領域。解決AZ系列課題的新產品。

控制機器系統事業部 控制技術部 主任 鈴木史人

AZ家族中最近加入了伺服型的AZX系列。請介紹一下此產品的理念。

鈴木:步進馬達擅長的是低速領域,所以以步進馬達為基礎的AZ系列,轉矩仍會在高速領域降低。因此面對大型設備,或是機器人底座部分的軸等對速度及功率有所需求的情況,我們之前的產品都無法因應。此次發售的AC伺服馬達AZX系列,便是為彌補此一缺陷而誕生。採用與AZ系列相同的介面,使用起來一樣方便,且可涵蓋高輸出範圍,可以讓所有設備都採用AZ家族。可以在使用方便性上大幅減輕客戶的壓力。

菅原:以往便有許多設備構成案例是組合了本公司的步進馬達產品,以及其他公司的伺服馬達產品。如此一來,由於使用起來的方便性不同,會造成客戶的負擔。本產品便是為解決此問題而開發。

就算只有1軸使用其他公司的產品,也會造成很大的壓力嗎?

鈴木:是的。因為製造商不同,軟體也就不同,要依用途分別使用,我想就會造成客戶很大的壓力。除了使用方便性外,控制性能也會略有不同,軟體的組合方式及PLC也會跟著改變,讓許多客戶覺得麻煩。

這是東方馬達睽違十幾年的伺服馬達新產品。

鈴木:針對高漲的需求,我們沿用既有的技術,因此從企劃開始只需約短短的1年,即可讓商品上市。我想是因為我們在AZ系列上已有10年的經驗,累積了許多專業知識,所以才能在試錯的過程中開發出好的產品。

菅原:本公司的產品大都偏小,所以剛開始向客戶展示時,許多人的反應都是「好大」。但其實這尺寸對伺服馬達來說很正常,並沒有特別大。我們會根據狀況提供最佳的產品,可以小型化的產品就盡量縮小,需要功率的產品就重視功率。

Chapter 4. AZ家族的未來展望

力求更加完善AZ家族,為進一步節省客戶的時間與精力做出貢獻。

控制機器系統事業部 部長 菅原力

最近AZ系列除了馬達之外,目錄上的標準品也會刊載與減速機或滑台、電動缸等機構結合的產品。請告訴我們這種做法背後的想法。

菅原:我們的商品向來注重「節省客戶的時間與精力」。對其他公司來說,馬達使用公司內部的產品,再組合其他製造商的滑台或電動缸等機構商品,是很常見的事情。模組產品也是如此,但這樣一來,客戶就需要耗費時間與精力去採購、安裝,以及評估馬達的參數設定。我想讓客戶一引進產品就能立即使用。

鈴木:組合產品的時候,因為有一些光看資料表看不出來的地方,所以常常沒辦法像預期一樣順利。要重新進行多次設計與評估,就需要耗費時間與精力。一開始就能保證特性的商品,便可有效減少這些工時。

請談談AZ家族的未來展

菅原:我們希望讓AZ系列持續進化,繼續保持「世界上最容易定位的馬達」。提升基本性能,並因應小型化、節能等普遍需求。此外,我們也將提升安全性與穩定性,提供即使人在附近也能安心使用的運動系統,給未來也將持續增加的機器人等產品。今後我們也會製作方便使用的產品,著重節省客戶的時間與精力,讓AZ家族持續發展。

從產品選用階段開始支援設備設計

  • 即可由專責技術人員協助客戶選用馬達。
  • 備有本公司自製的設備規格及外形尺寸等相關資料。

詳情請以電話或網路與我們洽詢。

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