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在近期舉辦的中國運動控制/直驅技術產業發展高峰論壇上，雅科貝思精密機電（上海）有限公司高級銷售經理張宇發表了題為《直驅電機在精密微加工領域技術應用》的演講，詳細介紹了目前激光精密微加工的工藝技術以及直驅技術解決方案。

在整個制造業，直驅電機能解決很多實際應用中的難點和“痛點”問題，尤其是對于精度要求特別高的場合。

雅科貝思基礎產品——直線電機

　　雅科貝思不僅僅只是一個電機生產商，而是一個擁有經驗豐富的設計團隊，設計、生產高性價比的直驅電機(直線、力矩、音圈)和精密平，并可按照客戶的應用需求特制電機、平臺;進行仿真、誤差預算、分析系統、優化設計 ，提供完整的運動控制方案 ，和客戶一起共同開發解決方案。

　　雅科貝思直線電機分為U形無鐵芯電機、平板式有鐵芯電機以及音圈電機。U形電機齒槽效應小，并且體積小推力大，但它的冷卻比較難做，不如平板形有鐵芯電機冷卻效果好。精密加工領域考慮到熱效應對加工效果的影響，一般首推有鐵芯電機。但對于一些配合氣浮導軌使用的超精機，U形電機的性能往往會得到更好的表現。音圈電機也是雅科貝思直線產品之一，它是直線電機的一種，特別適合應用在小行程、高頻運動的場合。對于力矩電機，雅科貝思既可以為市場提供高性能的定轉子，也可以以力矩電機為基礎，為客戶提供集成了精密軸承、高精度光柵尺等關鍵零部件的成品轉臺，滿足客戶高速、高精的應用場景要求。

激光微加工

　　激光微加工是雅科貝思的新業務，這里所講的激光微加工并不是傳統的大幅面、厚板材的激光切割技術，而是指厚度1毫米以下的材料、特征直徑微米級別的加工。

　　與一般的宏觀工業加工應用(如機器人焊接或金屬板材切割)相比，激光微加工應用所需工具和技術的重點在于高精度和過程控制。常見的應用可能對熱輸入非常敏感，并且或同時需要極高的精度，因此所用的激光器類型的規格、光學系統以及設備硬件配置對于開發可靠的大批量制造解決方案極其重要。

　　激光微加工技術的重點是在于對高精度的機械設計、制造和運動過程的控制，是一個系統工程，因此更強調能夠為用戶提供一套整體解決方案。下面舉例說明在激光微加工在一些應用領域中的典型加工工藝，包括消費電子、半導體、新能源和醫療等。

　　1.激光微切割

　　微切割可以切割金屬、非金屬或者薄膜，在獲得最快加工速度的同時，它可以實現非常高的定位精度和最小的材料損耗和熱損失，例如血管支架的激光微切割技術等。

　　2.激光劃線

　　劃線是半導體行業描述芯片分離技術的一個術語，通過激光在晶圓上劃線，做一個半切割工藝，再沿著劃痕將晶圓分成一個個芯片，例如藍寶石激光劃線等。

　　3.選擇性材料去除

　　它是利用選擇性燒蝕技術將一種材料從基材上清除或去除，通過對脈沖能量、重復頻率和能量密度的精確控制，實現特征結構的精確制備，同時避免損壞基材，例如玻璃基底鉻鍍層光柵的去除等。

　　4.激光剝離

　　其利用主基材與被分離膜對激光能量吸收的差異，在激光穿過透明材料后，被背面貼合材料吸收，界面處產生的受限等離子體使材料剝離或分離，例如藍寶石表面GaN薄膜去除等。

　　5.激光退火

　　通過控制激光曝光條件，對材料進行表面處理，以增加或降低其粗糙度，完成局部或大面積表面加熱和控制摻雜物質激活。

　　6.精細打標

　　通過激光技術在一些材料表面做一些非常細小的刻字，例如可以用在一些防偽技術上，例如高精度玻璃打標等，滿足新材料以及對超小標記的打標需求到微米尺度，保證打標的質量來確保高可讀性。

　　7.激光改性

　　利用超快激光的非線性光學吸收特性，對材料進行局部改性，輔助后續腐蝕、裂片等工藝手段，實現精密切割和微鉆孔。

無限視野加工方案（IFOV）

　　無限視野加工方案(IFOV)是雅科貝思開發的另一種激光加工解決方案。振鏡的視野有限，需要用平臺的移動來變相的增加振鏡視野。同時減少或消除同一位置的二次加工造成的疤痕或誤差。依靠激光振鏡和精密平臺的聯動，實現無限視野的激光加工。在運動控制的硬件上，IFOV系統包括主控制器、振鏡控制器、振鏡、激光器、運動平臺及必要的伺服軸。

　　IFOV的工藝流程是把要加工的圖形導入專用的CAM軟件，軟件對幾何學和運動學進行分析，生成加工程序，通過控制器、激光振鏡控制器以及激光器三者聯合來達到加工目的。

　直驅產品在機床行業應用

　　機床行業是一個千億級的市場，也是雅科貝思重點關注的行業。雅科貝思在推出機床專用直線電機之前做了很多的嘗試，甚至特地做機床來驗證電機性能，最終推出AKM、AKMF、AKH三個系列的機床專用直線電機。針對機床行業的直線電機不管是在冷卻、防護、推力和響應性上都有別于自動化行業。

　　與傳統機床一種沿用的伺服電機+滾珠絲杠的傳動方式相比，Akribis機床專用直線電機傳動具有明顯的優勢：

• 　沒有絲桿，結構緊湊，無反響間隙、無磨損;

• 　行程不受限制。需要多長的行程，直線電機的磁板就可以鋪多長;

• 　可實現0.1μm的微進給量;

• 　精度壽命長，免維護。

　　直驅轉臺是雅科貝思針對機床行業做的另外一個直驅產品，考慮到機床的使用工況，如油霧、切屑液、重載、重切削等，對轉臺的防護等級、剛性提出了更高的要求。Akribis直驅轉臺采用直驅技術，無任何中間傳動機構，以IP67作為基本防護等級，標配高分辨率圓光柵，軸承采用YRT轉臺專用軸承，殼體采用鑄件或鍛件，既能滿足剛性要求，又能滿足精度及高響應要求，其具體的應用優勢包括：

• 　高動態響應，無磨損，零背隙;

• 　扭矩密度高，加速度大;

• 　液壓夾緊系統，可用于3+2加工;

• 　高精度編碼器，兼容多種數控系統;

• 　鑄鐵殼體，兼具硬度、 強度和剛性。

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