第四次工業(yè)革命如火如荼展開，加入了智慧化與精密化生產(chǎn)的特色，整體產(chǎn)業(yè)的設(shè)備也必須同步升級(jí)，才能趕上智慧化生產(chǎn)的腳步。其中，線性傳動(dòng)元件也成為了不可或缺的重要配角。
這幾年來，全球都掀起了新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的風(fēng)潮。各國為了順應(yīng)潮流，紛紛拋出刺激實(shí)體經(jīng)濟(jì)成長的策略與計(jì)畫，希望透過技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，得到在製造業(yè)上的競爭優(yōu)勢。例如美國制定了「再工業(yè)化」﹑「製造業(yè)復(fù)興」﹑「先進(jìn)製造業(yè)夥伴計(jì)劃」等議題，德國則拋出了「工業(yè)4.0」，中國提出了「中國製造2025」，法國也提出了「新工業(yè)法國」的方案，至於日本、韓國也都針對(duì)工業(yè)市場提出了相關(guān)的發(fā)展策略。這些不同國家的策略，基本上都與工業(yè)4.0的主軸相去不遠(yuǎn)。
工業(yè)4.0是以智慧製造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命。全球主要的工業(yè)大國，都依據(jù)這樣的目標(biāo)，擬定了各國自己的工業(yè)4.0發(fā)展計(jì)畫。在其中，由於德國是全世界製造業(yè)競爭力最強(qiáng)的國家之一，這也使得該國所推的工業(yè)4.0策略最受到全球矚目。工業(yè)4.0的時(shí)代主要是利用資訊科技來加速產(chǎn)業(yè)的變革，也就是推動(dòng)工業(yè)智能化發(fā)展。
嚴(yán)格說起來，這所謂的第四次工業(yè)革命，其本質(zhì)是由德國、美國等工業(yè)大國來主導(dǎo)全球未來的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之爭，因此是依據(jù)這些國家的邏輯思路、經(jīng)驗(yàn)法則來推動(dòng)相關(guān)的工業(yè)策略。以中國為例，就選擇了德國的標(biāo)準(zhǔn)，推出相關(guān)的工業(yè)製造策略。事實(shí)上，德國所推行的工業(yè)4.0策略，的確為許多國家的製造業(yè)發(fā)展方向，與製造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，提供了學(xué)習(xí)和借鏡的機(jī)會(huì)。
第四次的工業(yè)革命正如火如荼的展開，加入了智慧化與精密化生產(chǎn)的特色，整體產(chǎn)業(yè)的設(shè)備也必須同步升級(jí)，才能趕上智慧化的腳步。在其中，線性傳動(dòng)元件也成為了不可或缺的重要配角。隨著近年來的技術(shù)進(jìn)展，線性傳動(dòng)元件在精準(zhǔn)度與耐用度方面，都有大幅的提升，也讓相關(guān)應(yīng)用市場更無後顧之憂。
線性傳動(dòng)關(guān)鍵元件
完整的線性傳動(dòng)系統(tǒng)包含幾個(gè)重要的要素，從線性滑軌、滾珠螺桿、滾珠花鍵到單軸機(jī)器人等，都缺一不可。
傳動(dòng)元件專業(yè)製造廠全傳智能（TBI MOTION）掌握了傳動(dòng)元件的關(guān)鍵核心技術(shù)，並專注於創(chuàng)新研發(fā)與設(shè)計(jì)。相關(guān)的傳動(dòng)元件產(chǎn)品包括滾珠螺桿、線性滑軌、滾珠花鍵、旋轉(zhuǎn)式滾珠螺桿與花鍵、單軸機(jī)器人、直線軸承、聯(lián)軸器、螺桿支撐座等。產(chǎn)品目前實(shí)際應(yīng)用於包括自動(dòng)化工業(yè)、機(jī)器人產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)、工業(yè)級(jí)機(jī)械、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、綠能產(chǎn)業(yè)、工具機(jī)機(jī)械，以及自動(dòng)化倉儲(chǔ)等領(lǐng)域。
應(yīng)用領(lǐng)域之所以這麼廣泛，那是因?yàn)榫€性傳動(dòng)元件不只是應(yīng)用於工業(yè)生產(chǎn)上，基本上生活的各種不同層面都會(huì)有線性傳動(dòng)元件的應(yīng)用場合。而完整的線性傳動(dòng)系統(tǒng)也包含幾個(gè)重要的要素，從線性滑軌、滾珠螺桿、滾珠花鍵到單軸機(jī)器人等，都缺一不可。
線性滑軌
以全傳智能的解決方案為例，線性滑軌在移動(dòng)時(shí)的摩擦力非常小，屬於滾動(dòng)摩擦，因此只需要很小的動(dòng)力就可以驅(qū)動(dòng)平臺(tái)。而因?yàn)槟Σ亮π?，因此摩擦所產(chǎn)生的熱也極小，相較於傳統(tǒng)的滑動(dòng)方式，可以大幅降低運(yùn)行軌道接觸面的磨損，更能長時(shí)間維持高定位精度、行走精度與低磨損。
此外，滑軌與軌道採用四方向等負(fù)荷設(shè)計(jì)，所以對(duì)於來自於各方向的負(fù)荷，都必須要有足夠的抵抗強(qiáng)度。並且允許較大的安裝誤差使加工更為容易，並可施予足夠的預(yù)壓量以獲得更高的剛性。
傳統(tǒng)的滑動(dòng)系統(tǒng)對(duì)於運(yùn)行的軌道面，經(jīng)常有鏟花或研磨的動(dòng)作，因?yàn)榛瑒?dòng)所產(chǎn)生的磨耗，往往使得機(jī)臺(tái)一段時(shí)間就必須重新鏟花或研磨，曠日費(fèi)時(shí)且成本也極高。而線性滑軌具有互換性，只要進(jìn)行更換或維修，即可恢復(fù)機(jī)臺(tái)之行走精度。
在速度方面，因滑塊、軌道及鋼珠採用滾動(dòng)的單點(diǎn)接觸，所以磨擦係數(shù)極小且不易產(chǎn)生熱，因此僅需很小的動(dòng)力即可驅(qū)動(dòng)機(jī)臺(tái)運(yùn)行。因?yàn)樗璧尿?qū)動(dòng)力小且功率消耗又很低，因此比起傳統(tǒng)滑動(dòng)裝置，更適合用於高速運(yùn)行之應(yīng)用場合。而在有預(yù)壓方式或工作負(fù)荷時(shí)，鋼珠在負(fù)荷方向只以兩點(diǎn)接觸，也可以得到更好的滾動(dòng)效率。
在應(yīng)用方面，線性滑軌多可見於電子設(shè)備、電腦機(jī)械、半導(dǎo)體設(shè)備、輸送搬運(yùn)機(jī)器、工具機(jī)、自動(dòng)化工程設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備以及LCD製程設(shè)備等產(chǎn)業(yè)中。
滾珠螺桿
滾珠螺桿是一種利用內(nèi)部鋼珠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械元件。相較於傳統(tǒng)的ACME螺桿，滾珠螺桿有壽命更長、更環(huán)保、運(yùn)作更穩(wěn)定等特性。滾珠螺桿必須具備高可靠度與耐久性。全傳智能在其滾珠螺桿產(chǎn)品就從材料、熱處理、製造、檢查至出貨，都採用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)钠饭苤贫?，如此才能具備更高的可靠度。滾珠螺桿具有比滑動(dòng)螺桿更高的效率，所需扭矩只有 30% 以下?？奢p易將直線運(yùn)動(dòng)變換為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。滾珠螺桿即使給與預(yù)壓，亦能維持圓滑的動(dòng)作特性。
一般來說，滾珠螺桿採用的是哥德式（Gothic arch）溝槽，其形狀與軸方向的間隙就算調(diào)整至極小，也能輕易轉(zhuǎn)動(dòng)。在使用上也必須具備有可符合使用條件的適當(dāng)剛性。另外在循環(huán)方式與耐久性等方面，也都必須滿足客戶的各種需求。滾珠螺桿常見的應(yīng)用包括自動(dòng)化工業(yè)、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)級(jí)機(jī)械、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、太陽能設(shè)備、工具機(jī)機(jī)械、停車場設(shè)備等相關(guān)應(yīng)用。
單軸機(jī)器人
單軸機(jī)器人特色在於同時(shí)具備了線軌與螺桿的優(yōu)點(diǎn)，將螺帽與滑塊設(shè)計(jì)成一體式的結(jié)構(gòu)，並搭配高剛性的U型軌優(yōu)化其斷面，因此可達(dá)到最大的空間節(jié)省，並且大幅度減少組裝的時(shí)間。全傳智能的單軸機(jī)器人具備了高剛性與高精度等特點(diǎn)，其鋼珠滾動(dòng)面採用兩列哥德式圓弧，以及45度接觸角的設(shè)計(jì)方式，同時(shí)也提供了X、Y軸向，以承受來自不同方向的負(fù)荷能力。
線性傳動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛
銀泰科技在線性傳動(dòng)領(lǐng)域發(fā)展已久，主要生產(chǎn)包括滾珠螺桿、精密螺桿花鍵、線性導(dǎo)軌、滾珠花鍵及致動(dòng)器等，都是精密機(jī)械的關(guān)鍵性零組件，主要應(yīng)用於工具機(jī)、放電加工機(jī)、線切割機(jī)、塑膠注塑機(jī)、半導(dǎo)體設(shè)備、精密定位及其他各式設(shè)備與機(jī)器上。事實(shí)上，線性傳動(dòng)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，可以說是真正深入到所有人的生活周圍，從銀泰科技的線性傳動(dòng)產(chǎn)品應(yīng)用場域，也可以一窺端倪。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)今全球最熱門的產(chǎn)業(yè)，對(duì)於生活在智能化與數(shù)位化環(huán)境中的消費(fèi)者，各種產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品對(duì)於半導(dǎo)體的依賴程度是越來越高，而晶片發(fā)展更是被各國視為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主軸。半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備都是以高精度的研磨滾珠螺桿，和微小的線性導(dǎo)軌為主，以此來實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體製造設(shè)備的精密直線定位。應(yīng)用的場合包括晶片輸送設(shè)備、晶圓切割器，以及晶圓檢測設(shè)備等。
| 圖4 : 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程需要高精密度線性傳動(dòng)系統(tǒng)。（source：merckgroup.com） |
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新能源產(chǎn)業(yè)
近年來，人們?yōu)榱藴p少碳排放量，改善地球環(huán)境，積極開發(fā)新能源來取代傳統(tǒng)石化能源。例如離海的漁電共生發(fā)電，或者透過太陽能設(shè)備的漁電共生，以及取代燃油汽車的電動(dòng)車等，為了這些需求，也需要開發(fā)不少生產(chǎn)設(shè)備。例如用來蓄電的鋰電池，其自動(dòng)迭片設(shè)備主要就是應(yīng)用線性模組與線性導(dǎo)軌來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料、視覺對(duì)位、自動(dòng)迭片與隔膜包裹、自動(dòng)下料送出等一系列的全自動(dòng)生產(chǎn)工序。包括鋰電池自動(dòng)迭片機(jī)、電池封裝檢測設(shè)備等，都需要使用到線性傳動(dòng)元件。
汽車產(chǎn)業(yè)
在汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，主要集中在自動(dòng)化的產(chǎn)線組裝，這些組裝過程需要透過線性導(dǎo)軌，並使用齒輪齒條來帶動(dòng)機(jī)械人的左右移動(dòng)，例如焊接、拼裝、塗膠效果等。而汽車週邊的配件產(chǎn)業(yè)，例如汽車底盤與週邊所用的各類鋼管材，其製作設(shè)備都須使用到重負(fù)載型的滾珠螺桿。
機(jī)床產(chǎn)業(yè)
機(jī)床是機(jī)械零件製造過程中，不可或缺的重要設(shè)備，其設(shè)備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)包括了滾珠螺桿和線性滑軌。而隨著加工零件的精密度提升，對(duì)於設(shè)備零組件的精確度要求也更高，與傳統(tǒng)工具機(jī)相比，由電腦數(shù)位控制的工具機(jī)更適合精密的零件生產(chǎn)流程。線性傳動(dòng)元件在機(jī)床產(chǎn)業(yè)應(yīng)用於車床、銑床、磨床、綜合加工機(jī)與NC車床等。
軌道交通
在一般消費(fèi)者日常的生活中，都離不開軌道交通。在這些交通設(shè)施中，大量利用了直線導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的特性，可以實(shí)現(xiàn)諸如捷運(yùn)車門的開關(guān)動(dòng)作，以及月臺(tái)上閘門的開合，由於過程頻繁使用，因此必須符合高可靠性、壽命長，以及長時(shí)間免維護(hù)等需求。
自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)
目前許多工廠開始發(fā)展成為智能化工廠，過程需要在不同類型的製造機(jī)械與產(chǎn)線設(shè)計(jì)中，導(dǎo)入自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，以節(jié)省人力成本並提升產(chǎn)線效率。透過線性傳動(dòng)元件，將可以實(shí)現(xiàn)包括搬運(yùn)、分類、塗膠、焊接、量測、檢驗(yàn)、取放等各項(xiàng)生產(chǎn)動(dòng)作。
醫(yī)療產(chǎn)業(yè)
先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備可以輔助專業(yè)的醫(yī)療人員，進(jìn)行正確的判斷以及精確的醫(yī)療，更能增進(jìn)醫(yī)療的服務(wù)品質(zhì)。特別是在邁入高齡化社會(huì)的同時(shí)，醫(yī)療輔具更是不可或缺的醫(yī)療設(shè)備。在醫(yī)療產(chǎn)業(yè)中，線性傳動(dòng)主要應(yīng)用在電腦斷層造影設(shè)備、生化分析儀、核酸檢測設(shè)備、牙科齒模設(shè)備，以及眼科電腦驗(yàn)光儀等。
電子產(chǎn)業(yè)
電子產(chǎn)業(yè)基本上都是以微小外型的產(chǎn)品為主，需求的是能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的直線導(dǎo)向和定位運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用領(lǐng)域包括點(diǎn)膠機(jī)、手機(jī)貼片機(jī)，以及電子檢測設(shè)備等。
結(jié)語
近幾年來，機(jī)械製造業(yè)正以快速的發(fā)展腳步，朝向精密加工、超精密加工的方向前進(jìn)，在未來的市場競爭中，精密加工技術(shù)勢必成為全球市場競爭中非常關(guān)鍵的致勝技術(shù)?，F(xiàn)代化的製造業(yè)之所以要致力於提高加工精密度，主要目的就是在於要提高產(chǎn)品的性能與品質(zhì)，提昇產(chǎn)品的穩(wěn)定度與性能的可靠度。特別是產(chǎn)品的小型化趨勢下，功能性還必須更好，這使得產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配過程，勢必透過更高精度、更智慧化的設(shè)備來加快速度與提升品質(zhì)。
線性傳動(dòng)技術(shù)從過去一直都是工業(yè)產(chǎn)線中的要角，現(xiàn)在有了更精密與成熟的技術(shù)，讓線性傳動(dòng)元件不只是在工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)光發(fā)熱，也開始在消費(fèi)者的生活中嶄露頭角?？梢哉f人們每一天的生活，就從傳動(dòng)元件開始。
