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工業4.0最佳夥伴 -HIWIN

摘要"

上銀科技於2022年 TIMTOSxTMTS 台北國際工具機展中,以「工業 4.0 最佳夥伴」為主軸,展示長期耕耘智慧機械的能量,並向產業宣示「智慧製造精進聯盟」的成立。

 

 

HIWIN 上銀科技董事長 卓文恒

 

智慧製造精進聯盟
HIWIN上銀科技攜手30家夥伴組成『智慧製造精進聯盟』從關鍵零組件升級開始,帶動台灣工具機產業一起轉型智慧化邁入「智慧機械」。這30家廠商都已使用i4.0BS智慧型滾珠螺桿,部分廠商更在台北國際工具機展中展出使用上銀智慧型滾珠螺桿的高階設備。非洲諺語『一個人走得快、一群人走得遠』,HIWIN 與30 家台灣工具機勇於創新的先行者,共創台灣智慧機械新未來!
上銀科技開發i4.0BS智慧型滾珠螺桿的主要理念訴求是,1. 協助台灣機械順利跨入智慧機械,帶動產業升級,為客戶加值。2. 因應少子化、缺工,提供智慧預測性維護功能,而這也是歐美製造的大趨勢。 3. HIWIN智慧型滾珠螺桿所提供的降低不良率及減少碳排量功能,符合ESG永續環保精神。
富比士(FORBES)報導「促成製造業轉型工業4.0的十大趨勢」,上銀智慧型滾珠螺桿就具備,預測式維護、邊緣運算、自動化與關燈工廠、工業物聯網(IIOT)、3D列印、機器人、智慧與永續的產品等七大趨勢,完全符合製造業轉型工業4.0的趨勢。
『智慧製造精進聯盟』成員:上銀科技、台中精機、台灣瀧澤、大光長榮、 三鋒機器、正代機械、永詮機器、永進機械、台灣赫可、台灣麗偉、百德機械、協鴻工業、東台精機、昌勇實業、奕達精機、洽群機械、首鑽精密、高鋒工業、捷力精密、崴立機電、華銳精機、晶禧科技、新虎將機械、嵩富機械、鉅業精機、銅翌機械、赫騏精密、邁萃斯精密、邁鑫機械、鍵和機械、聚鑫機械。

亮點一:新世代傳動元件
智慧型滾珠螺桿與智慧型線性滑軌
HIWIN 世界首創的智慧型滾珠螺桿 i4.0BS® (intelligent 4.0 Ballscrew),與工業 4.0 接軌之智慧型線性滑軌 i4.0GW® (intelligent 4.0 Guideway),讓使用者可同樣由遠端網頁即時掌握各機台狀況,避免無預警停機,達到優化機台維修保養週期的功效,是您實現智慧工廠的最佳夥伴。不但讓設備者創造智慧機械的價值,也讓終端客戶具有智慧製造的價值,可應用在:工具機、半導體設備、自動化設備、產業機械等領域,如圖1。
1. 智慧型滾珠螺桿i4.0BS® 可透過專用感測器並搭配專家演算法,即時並有效監測滾珠螺桿效能,以利使用者隨時隨地掌握機台狀況。
2. 智慧型線性滑軌i4.0GW® 可依照客戶需求將專用感測器安裝於指定的滑塊上,整體系統與 i4.0BS® 完全相容。
上銀車用螺桿於電動車扮演的角色(HIWIN Inside EV - Vehicle Ballscrews)
HIWIN車用滾珠螺桿 (VBS) 應用於車輛中三大系統:轉向系統、傳動系統、煞車系統滾珠螺桿取代傳統液壓設計,具高機械效率、節能環保、舒適且低噪音的特性,隨著車輛智慧化與電動化的發展趨勢,滾珠螺桿在汽車領域扮演關鍵零組件並被廣泛的使用。HIWIN取得IATF 16949認證,擁有車用螺桿專業開發團隊與技術能量,為全球車用Tier-1系統供應商提供車用滾珠螺桿產品與服務。
車用轉向系統滾珠螺桿
電動助力轉向系統 (EPS) 是用來控制汽車行駛轉向的重要安全系統。上銀的「車用滾珠螺桿」為 EPS 系統重要的關鍵零組件,如圖2。
藉由 EPS 結合先進駕駛輔助系統 (ADAS),達成主動式安全功能,以控制方向盤,避免可能發生的危險。透過自動駕駛技術的不斷發展,未來智慧轉向功能將不僅僅是在緊急的情況下使用,將成為我們日常智慧駕駛不可缺少的一部分。

亮點二:直驅智造,轉動商機
Torque Motor迴轉工作台的產業應用
提供高效率、高精度以及協助客戶降低成本的附加價值,來提升產業整體的競爭力,
HIWIN目前的合作夥伴有來自車用、醫療、模具、光學、量測、五金、印刷、半導體、自行車、航空、光電、電子,12種產業。
HIWIN所生產的Torque Motor迴轉工作台,具有超越蝸桿蝸輪、滾子凸輪等機械傳動的性能表現。備有更高的轉速,且配備了水冷式的力矩馬達,可降低熱變形外,更能提高工作扭矩並達到高動態的響應及精度,再加上零背隙、零磨耗的特點,也搭配高精度軸承、絕對式角度編碼器及強力制動器,更能提高Torque Motor迴轉工作台的可靠度,提高附加價值,如圖3、圖4。
1. 雙軸迴轉工作台 (RAB/RAS系列),高階五軸加工機的關鍵零組件。
2. 單軸迴轉工作台 (RCV/RCH系列),應用於銑車複合加工中心,轉
    速達2000 RPM。
「Hyper Motion System」力矩馬達旋轉螺桿
整合HIWIN的力矩馬達、滾珠螺桿、線性滑軌與交叉滾珠軸承的快速響應進給系統,具備快速響應、結構精簡、高扭矩驅動、適用於長行程進給軸,提供完整的傳動解決方案,如圖5。

 

 

亮點三:智慧製造帶動產業加值
銲接機器人系統解決方案(Welding Robot System Solution)
銲接是工業之母,舉凡與金屬相關的工業都與銲接相關。
銲接與我們生活的民生用品、汽車工業、能源產業、半導體產業…息息相關,其重要性不言可喻。鑑於傳統的銲接工藝逐漸流失,上銀團隊透過垂直整合與研發,集結各方人才與資源,將老師傅熟練靈巧的雙手與銲接技能,透過上銀關節式機器人將銲接工藝重現,讓此銲接絕技永續傳承,達到產業提升效率、信賴可靠、彈性應用需求,並為業界提供成套的解決方案,如圖6。
Workholic RA610 搭配車床上下料應用
 (Workholic RA610 Application display of loading and unloading)
工具機上下料工作枯燥又費人力,透過模組化 Workholic與工具機聯結,讓產能穩定輸出,達到一人多機的管理生產。
Workholic RA610 搭配車床上下料應用,模組化的底座設計,將系統整合於其中,可由 HRSDK ( 機器人軟體開發套件 ) 獲取手臂狀態回饋,上位可即時監控工站運作狀況,如圖7。

 


展機特色:
1. 手臂基座具有移動功能,當工具機需更換刀具或排除異常時,不會影響操作空間。
2. 透過簡易的安裝手法可以快速裝機,提升裝機速度,完整整合 CNC 機台與手臂控制單元。
3. 透過不同 Tray 盤的設計,可以更簡易的達成一機多規格的應用上下料。
Delta Robot餅乾自動化生產應用-結合智慧視覺系統及動態追蹤
    系統
 (Automatic Cookie Production Line - By integrating the smart 
     vision system and tracking system)
主控系統負責各元件的工作調配,讓生產作業更具備彈性與智慧。透過網路通訊將視覺系統的訊息統一收集到主控系統,並根據機器手臂的工作狀態進行調配,以最有效率且具備即時判斷能力的方式生產,達到最高的稼動率,如圖8。
1. 使用視覺系統進行輸送帶上物件之定位,動態取放精度可達 ±1mm。
2. 高速動態處理能力,平均每分鐘循環次數 100 次。
3. 並聯式機器手臂符合食品機械認證,可直接接觸食品進行作業。
亮點四:智慧自動化關鍵零組件
諧波減速機(DATORKER ® Strain Wave Gear):
諧波減速機具有高精度、高效率、高扭轉剛性、低啟動扭力等特性。可使用於機器人、自動化設備、半導體設備、工具機等產業。開發多種樣式、規格與減速比提供客戶多樣選擇與客製化服務,滿足客戶各種設計搭配需求,如圖9。
旋轉致動器(DATORKER ® Strain Wave Gear System):
新世代伺服旋轉致動器為機電一體化應用領域提供最佳解決方案。
產品應用範圍廣泛,包含:半導體製程、精密雷射加工、 3C 電子周邊、印刷電路板、新能源、車用零組件等工業自動化旋轉應用,如圖10。
產品特色 :
1. 體積小、重量輕,空間重量限制下最佳解決方案。
2. 精度高,優異的定位能力與重現精度。
3. 扭矩大,相同尺寸下提供多種減速比選擇。
4. 剛性佳,交叉滾柱軸承提供絕佳的抗彎矩能力。
5. 免調適,搭配高性能驅動器並內建專用軟件系統。
滾珠花鍵:
滾珠花鍵的設計是透過花鍵上兩個螺帽的運用,能夠整合直線、旋轉及螺旋三種作動模式在一軸上。可應用在產業用機器人、醫療設備、走心式車床、紡織機…等,如圖11。
極微型線性滑軌:
極微型線性滑軌具備優化迴流系統設計,相較傳統微型線性滑軌可減少75%配件數量;一體式的迴流系統設計能強化客戶產品設備的精度與重現性。線性滑軌寬度微小至1mm,具微米級(micron)行走精度、低噪音、使用壽命長等應用優勢,可提供3C消費性電子產品、光電半導體設備與生技醫療檢測設備,其所需高可靠度與穩定性之精密零件;並可提升顧客機器設備的空間利用率與機器設備競爭力,為客戶創造更高附加價值,如圖12。

 


HIWIN單軸機器人全模組:
提供客戶最完整的解決方案,結合各式單軸機器人、馬達與驅動器,藉由機構和電控的整合,大幅降低客戶的組裝時間與安裝空間。適用於高精密產業、半導體產業、醫療自動化產業、FPD面板搬運、檢測或試驗環境,如圖13。
IM-1主軸馬達IM-1 Permanent Magnet Synchronous Spindle
    Motor:
大銀IM-1產品,最高轉速可達36,000rpm,為永磁同步主軸馬達,由定子及轉子所組成,分為無水冷外殼及有水冷外殼,主要應用於內藏式電主軸,安裝於主軸內部,為電主軸的動力來源。適用於五軸加工機、車銑複合機與各種工具機等,如圖14。
LMFC精密水冷馬達Precision Water Cooling Design - LMFCA 
    Series
大銀鐵心式線性馬達,具無磨耗、零背隙、低頓力與低速度鏈波等特性,加上動子推力密度大。可應用於高加減速之點對點需求運動,例如:自動化設備、工具機、半導體設備、玻璃切割機、雷射加工機、PCB加工、SMT機台、AOI光學檢測設備、主動式抑振平台等,如圖15。
LMFC精密水冷系列,與水冷機水溫差異4℃以內,表面維持均溫,可簡易安裝,定子精密水冷無限拼接。
SSA單軸線性馬達定位平台SSA Single Axis Linear Motor Stage
大銀微系統SSA單軸線性馬達定位平台是結合HIWIN關鍵零組件線性馬達、驅動器與線性滑軌之完整解決方案,可滿足各種自動化應用的需求,應用領域包含自動化、電子業、汽車業、包裝業等。多樣化的規格能充分滿足客戶大量標準化生產需求,並縮短產品開發週期與交期,如圖16。

 


超薄型直驅馬達Ultra-thin Direct Drive Motor
大銀微系統之超薄型直驅馬達是經由馬達、編碼器、軸承三項關鍵技術整合所研發出的產品,再透過精密定位平台設計與系統工程的驗證,搭配高性能E1系列驅動器與高階運動控制器,達到核心技術的垂直整合,具備以下四大特點,提供產業轉型、多元化彈性製造與智慧製造等關鍵元件能量,於2022榮獲台灣精品-金質獎的肯定,如圖17。
1. 輕薄:22mm的薄度可謂全球市場唯一,透過輕薄特性使設備重心降低,以利設備運行穩定,增加生產速度。
2. 大中空:中央大幅鏤空達φ390mm,可使各項物件自由穿梭,實現簡易安裝,縮小設備體積。
3. 耐用:直接透過馬達驅動方式,免去機械磨耗,大幅提昇設備使用壽命。
4. 潔淨:無額外機械結構,可以免去磨耗發塵且易於保養維護,降低發塵與汙染情況發生。
線性氣浮平台Linear Motor Air Bearing Stage
大銀微系統之線性氣浮平台,屬非接觸式傳動設計,能提供絕佳的速度穩定性,適合移載中作業的產業應用,特點包括:低重心平台設計,大幅提升設備動態剛性;無摩擦損耗,不用定期更換導軌元件;無需油脂潤滑導軌,保養簡易又迅速。可應用於晶圓切割、外觀及缺陷檢測、雷射加工、掃描式光學檢測以及噴塗應用,如圖18。
飛剪Rotary /追剪 Linear應用
現今對飛剪運行速度和剪切速度、力矩、待裁切物的精度要求越來越高,伺服定位控制的飛剪勢必成為未來趨勢,使用大銀微系統E1系列伺服驅動器,無須搭配控制器即可達成。可單軸使用外,亦可透過synergy(奈米同步時間)技術,實現兩軸飛剪控制。因應產線自動化的需求,應用產業有皮革切割、鋼材裁剪、包裝蓋章製造設備等,如圖19。
E1系列伺服驅動器E1 Series Servo Drive
大銀微系統開發之E1系列伺服驅動器可驅動線性馬達、直驅馬達與伺服馬達,適用於半導體、面板、AOI與高階五軸工具機等產業之高精度自動化或檢測與加工設備,近年高階高精度設備之市場趨勢朝向應用複合化、生產速度與精度提升、工作面積大、機台輕量化以及設定簡單化的發展,為符合市場的潮流,結合多項領先業界的技術所開發之E1驅動器,如圖20。

 


E1系列伺服馬達E1 Series Servo Motor
全新開發AC伺服馬達,不但應用於面板、半導體、雷射切割、PCB、工具機、3C電子、能源、汽車、量測/檢測…等相關自動化產業,較前一代FR系列提升最高轉速、更高解析精度回授、體積更小,另搭配全新E1驅動器更能展現出快速定位整定、運轉穩定性佳、變動負載免調適等新優勢,有效提升整體設備工作效率及等級,如圖21。
1. 體積小、轉速快,最高轉速可達6000rpm。
2. 簡易快速安裝介面。
3. 功率50W~2KW,煞車、IP65防護、鍵槽安裝可選配。
無鐵心式線性馬達-LMC系列LMC Series Linear motor
大銀微系統之無鐵心U型線性馬達,具無磨耗零背隙且無頓力與低速度鏈波特性,加上動定子間無吸引力。可應用於安裝平臺不變形、輕負載且需求連續運動曲線。例如:高速輕負載自動化設備、無塵環境的自動化設備、面板平板設備、光學檢測設備、掃描式電子顯微鏡設備、半導體設備、工具機線切割設備與凸輪車床設備,如圖22。

 


1. 最大速度 5 m/s。
2. 最大加速度 5G。
3. 0.1 m/s補償前的速度漣波0.80 %。
4. 無噪音0dB。
5. 直驅(無旋轉運動的元件轉換直線運動)。

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