12月28日,“我们的工控黄金十年——中国运动控制/直驱技术产业发展高峰论坛暨CMCD&CDDIA年度颁奖典礼”活动在深圳宝安举行。在直驱论坛上,雅科贝思精密机电(上海)有限公司高级销售经理张宇发表题为《直驱电机在精密微加工领域技术应用》的演讲。
在整个制造业,直驱电机能解决很多难点和痛点问题,尤其是对于精度要求特别高的场合。
雅科贝思基础产品-----直线电机
雅科贝思直线电机分为U形无铁芯电机、平板式有铁芯电机以及音圈电机。
U形电机
U形电机齿槽效应小,并且体积小推力大,但它的冷却比较难做,不如平板形有铁芯电机冷却效果好。精密加工领域考虑到热效应对加工效果的影响,一般首推有铁芯电机。但对于一些配合气浮导轨使用的超精机,U形电机的性能往往会得到更好的表现。
音圈电机
音圈电机也是雅科贝思直线产品之一,它是直线电机的一种,特别适合应用在小行程、高频运动的场合。
力矩电机
对于旋转类直驱电机,也就是力矩电机,雅科贝思既可以为市场提供高性能的定转子,也可以以力矩电机为基础,为客户提供集成了精密轴承、高精度光栅尺等关键零部件的成品转台,满足客户高速高精的应用场景。
激光微加工应用
激光微加工是雅科贝思的新业务,此处所讲的激光微加工并不是传统的大幅面、厚板材的激光切割技术,而是指激光切割1毫米以下的材料、圆直径在100微米以内的范围。激光微加工技术的重点是在于高精度的机械设计、制造和运动过程的控制,是一个系统工程,因此更强调为市场提供整体解决方案。
下面举例说明在激光微加工在一些领域的应用,包括消费电子、半导体、新能源和医疗。
激光微切割
可以切割金属、非金属或者薄膜,在获得最快加工速度的同时,它可以实现非常高的定位精度和最小的材料损耗和热损失。如图展现的是血管支架的激光微切割技术。
激光划线
划线是半导体行业描述芯片分离技术的一个术语,通过激光在晶圆上划线,做一个半切割工艺,再沿着划痕将晶圆分成一个个芯片。图示为蓝宝石激光划线。
选择性材料去除
它是利用选择性烧蚀技术将一种材料从基材上清除或去除。通过对脉冲能量、重复频率和能量密度的精确控制,实现特征结构的精确制备,同时避免损坏基材。图示为玻璃基底铬镀层光栅去除。
激光剥离
利用主基材与被分离膜对激光能量吸收的差异,在激光穿过透明材料后,被背面贴合材料吸收,界面处产生的受限等离子体使材料剥离或分离。图示为蓝宝石表面GaN薄膜去除。
激光退火
通过控制激光曝光条件,对材料进行表面处理,以增加或者降低其粗糙度,完成局部或者大面积加热或控制掺杂物质激活。
精细打标
通过激光技术在一些材料表面做一些非常细小的刻字,比如可以用在一些防伪技术上。图示为高精度玻璃打标。
激光改性
利用超快激光的非线性光学吸收特性,对材料进行局部改性,辅助后续腐蚀、裂片等工艺手段,实现精密切割和微钻孔。
无限视野加工方案,简称IFOV
这是雅科贝思另一种激光加工解决方案。振镜的视野有限,需要用平台的移动来变相的增加振镜视野。同时减少或消除同一位置的二次加工造成的疤痕或误差。依靠激光振镜和精密平台的联动,实现无限视野的激光加工。在运动控制的硬件上,IFOV包括主控制器、振镜控制器、振镜、激光器、运动平台及必要的伺服轴。
IFOV的工艺流程是把要加工的图形导入专用的CAM软件,软件对几何学和运动学进行分析,生成加工程序,通过控制器、激光振镜控制器以及激光器三者联合来达到加工目的。
直驱产品在机床行业应用
机床行业是一个千亿级的市场,也是雅科贝思重点关注的行业。雅科贝思在推出机床专用直线电机之前做了很多的尝试,甚至特地做机床来验证电机性能,最终推出AKM、AKMF、AKH三个系列的机床专用直线电机。针对机床行业的直线电机不管是在冷却、防护、推力和响应性上都有别于自动化行业。
与传统机床一种沿用的伺服电机+滚珠丝杠的传动方式相比,直线电机传动有明显的优势:
1、没有丝杆,结构紧凑,无反响间隙、无磨损;
2、行程不受限制。需要多长的行程,直线电机的磁板就可以铺多长;
3、可实现0.1μm的微进给量;
4、精度寿命长,免维护;
直驱转台是雅科贝思针对机床行业做的另外一个直驱产品,考虑到机床的使用工况,如油雾、切屑液、重载、重切削等,对转台的防护等级、刚性提出了更高的要求。雅科贝思直驱转台采用直驱技术,无任何中间传动机构,以IP67作为基本防护等级,标配高分辨率圆光栅,轴承采用YRT转台专用轴承,壳体采用铸件或锻件,既满足刚性要求,又满足精度及高响应要求。
与传统的蜗轮蜗杆转台相比,具有以下明显优势:
1. 高动态响应,无磨损,零背隙;
2. 扭矩密度高,加速度大。
3. 液压夹紧系统,可用于3+2加工。
4. 高精度编码器,兼容多种数控系统。
5. 铸铁壳体,兼具硬度、 强度和刚性。
雅科贝思2004年成立于新加坡,2009年在上海成立中国公司,经过了17年发展,现在新加坡、马来西亚、上海、南通、东莞有五个生产基地,新加坡、上海、杭州、深圳、北京有五个研发中心,韩国、德国、日本、泰国、以色列等等其他的海外办事处。
雅科贝思商标,Akribis 在拉丁语系希腊语中是“精密”的意思。
在商标中,字母 “a”是由一条直线和一个圆圈组成, 代表着直线和旋转运动,商标的四面体结构是与钻石晶体结构一直,这是世界上最坚固的结构。此商标象征着雅科贝思以专业的工程技术为坚实基础,凭借可靠的技术专长为客户提供卓越的产品与服务。