參觀雙軸線性馬達定位平台系統 國內外學者專家 成大驚豔

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(20071128 11:01:07台南)參加「2007國際先進製造技術研討會」之國內外學者專家數十人，昨（28）日在成功大學航空太空學系系主任陳介力教授的引導下，參訪成大歸仁校區的「高精度結構控制實驗室」，對於成大擁有先進的高精度儀器設備深感驚訝，尤其是主持實驗室的謝成教授所率領的研究團隊，能自行研發線性驅動器及訊號分割器提昇精密定位性能，並善用尖端設備創造許多卓越研究成果，讚嘆不已。
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國內外學者專家一行人，昨日上午9時30分抵達位於歸仁的航太校區後，隨即參觀高精度結構控制實驗室，對於實驗室內「雙軸線性馬達定位平台」，能在2奈米精度定位的重複率幾近100%的性能，學者專家們不僅嘖嘖稱奇，也投以羨慕的眼光。
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8 m5 M( n0 I9 ?( |4 z% n/ W為幫助學者專家認識雙軸線性馬達定位平台的性能，謝成教授率同研究人員以現場實作方式加以介紹。他指出，雙軸線性馬達定位平台是國內大銀微系統公司所製造，搭配我們自行研發的線性驅動器及訊號分割器，組成一套具備高精密定位的儀器設備，操作方式完全以個人電腦進行定位控制，。
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' X: b& z+ N6 T2 Q/ Q# Y% p3 \謝成教授也說，雙軸線性馬達定位平台最大的特色，在於除光學尺外，其餘硬體部分皆為國產以及我們研究團隊自行開發，不只硬體設置費用較市售之產品低廉許多，精密定位的核心技術亦達世界水平，高速、高精度、零誤差的優點均能滿足高精密定位的要求。

謝成教授進一步補充說明，透過自行研發的控制技術，雙軸線性馬達定位平台已經可以2奈米的解析度進行定位，最大定位行程可達25公分，最大速度可達每秒3公分，2奈米精度定位的重複率幾近100%，同時到位的擺動量在4奈米範圍內，另外，藉此性能讓雙軸線性馬達定位平台能夠在2奈米的距離進行連續單步運動。

  由謝成教授率領的高精度結構控制實驗室研究團隊，近年來利用雙軸線性馬達定位平台，陸續在國際期刊發表了一些不錯的研究成果，包括摩擦力行為的探討，極限精度定位的理論與實驗驗證，以及撓性結構的超高精度定位成果等等。

, x* k; |4 ?3 W/ t 成大高精度結構控制實驗室，除謝成教授外，團隊成員還有研究平台定位的楊岡錦、蔡啟南、湯惟宇，以及發展無人飛行載具的陸毅誠、趙弘文、鄭琇文與劉又聞。

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■簡明扶（創新馬達研發聯盟）■

能源價格高漲及全世界環保要求日益嚴格，省能已呈重要課題。馬達約占整體能源耗用一半以上，發展高效率馬達相當必要，以電力電子驅動控制的直流無刷馬達的效率比高效率機種的耗電量更省，所以永磁直流無刷馬達（即高效能馬達）將成為未來馬達發展主力。鄰國日本家電用馬達已全面採用無刷直流馬達即可印證此趨勢。

馬達電子化使馬達性能變化萬千，用途越來越多，已大量使用在：1.視聽設備。2.家電製品，冷氣機、壓縮機馬達、洗衣機及乾衣機馬達、充電式真空吸塵器及掃地機器人等。3.醫療照護機器、輸液幫浦、精密轉速調整、高速運轉10萬轉牙醫用磨牙機、人工心臟、病床、輪椅。4.汽車電機，高級車50-80個馬達/每輛、大型車100個馬達/每輛、電動椅、起動馬達、動力方向盤。5.電腦周邊應用。6.一般產業自動化及工具機的伺服系統--工具機等。7.休閒運動。8.電動工具。9.機器人。
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無刷直流馬達是中小型馬達業的新機會，它具有高效率、變速、體積小的優點。是家電自動化、移動設施（轎車、輪椅、病床）的動力首選，也將快速取代目前機型。全球馬達業者正面臨改朝換代的局面，台灣業者原有的技術優勢將喪失，新參與者來勢洶洶。對岸以巨大的市場優勢、技術能力充沛，將無刷直流馬達用在家電、電動機車上，且技術日益成熟。我國雖已在十餘年前開始推廣，但技術成熟的人才不足，市場尚未普及，以致於多只是理論傳習階段，一直無法實際用於產品上。
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馬達生產主要是屬於機械及電氣的範疇，因接觸時間長及原理比較簡單，設計數據已可掌握。但之後隨著電子技術的進步，先進馬達在電的比重越來越高，如步進馬達、伺服馬達等高階馬達其電子控制技術才是其精髓所在。但在傳統大量的馬達市場，還是以舊有的機械式馬達為主。傳統馬達生產廠對電子技術的要求不高，隨著直流無刷馬達推出，傳統機械式的馬達產業應部份轉型成電子式的馬達，但是技術要求與生產成本，大都掌控在電子部份，使得傳統馬達業者遭遇到前所未見的難題。
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無刷馬達是電子驅動器、馬達及應用設備三者結合而成，相互依存發揮最大效益，至少電機與電子結合成無刷驅動系統方能作用。電子無刷驅動系統（含被驅動機器、驅動器、電子化電源及運動控制）馬達是含人的操作、與機、電結合的系統。不是僅知曉應用理論，依樣畫葫蘆製作成產品即可。人機介面、操作方式、環境皆有影響，非經大量使用的經驗累積，不易消除某些死點或干擾，更無法量產供應。因此有經驗人才能節省開發過程的時間與金錢，也能把握新產品的黃金時機，引進先進國家或國外華人退休專家是事半功倍的方式。
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# W$ W' c$ K* v國內業者的競爭優勢是研發交期短、品質比美日本、價格與大陸產品接近，最重要是彈性大，能接受特殊規格及尺寸及少量訂單要求。因此，無刷馬達未來發展潛力非常大，如能占全球市場10%就是1,000億元，因規格特殊利潤較佳，如此巨大利益，關鍵在如何改善環境、提升技術與競爭力。

在國外參訪過程中發現英國已無馬達製造工業，但馬達研發技術成果仍是世界一流。他們集各國人才菁英對航太、海洋、能源、超導、電動汽車、醫療、軍事等尖端馬達研究創新，成績斐然。欲趕上先進國家水準，建議選用有經驗選手級工程師攜帶團隊所有疑問及先進專案長期前往研習，與國內同事做投補手關係，國內尋求問題、丟問題，在國外問道解惑，積極有效率、有方向、有目的來尋找解決方案。
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近年來許多有遠見的中小企業走入校園、尋求相關法人、及藉由加速同業間的水平整合以因應現在的窘境，成果明顯。但未來路途仍然艱鉅，產業界因欠缺系統內各項關鍵技術使用經驗或製造技術，亦即缺乏系統整合能力與經驗。而系統的掌握是發揮高效率的關鍵，系統整合是發展高性能馬達系統的瓶頸，如家電、冷氣機系統做最有效率的運轉尚需國外技術指導，建議依產業別成立不同的研發聯盟，各自發揮所長、共同開發新產品，國內馬達產業才有璀璨的未來。

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台全公司副總經理章怡康表示，在原料價格部份，銅線上漲約三倍、鋁原料漲了近二倍、鋼漲了近一倍，造成生產成本大幅上揚，還好自去年中開始與中鋼配合，採用中鋼的矽鋼片，在中鋼供料穩定、價格具競爭力、品質也很好的利基下，加上台全自矽鋼片沖壓、壓鑄、加工、組裝、測試的上下游垂直整合體系完整，藉由製程改善來降低生產成本，才能將原物料價格上揚所造成的影響降低，還可爭取獲利空間。
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現在世界因為地球的日漸暖化而為了解決這個嚴重的問題，每個國家對於節約能源以減少碳化的程度，積極尋求改善的方法，在汽車使用能源方面即以電動方向盤來代替油壓式方向盤以節省能源。台全公司生產電動方向盤（EPS）中的無刷永磁馬達用在各種車上，今後這種車用馬達將會取代傳統的油壓系統。
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6 \4 B  x% R7 D! V1 e1 s台全生產的這種馬達供應歐美汽車廠，產量為世界數一數二。
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* }- T" u0 v: V近幾十年來美國等先進國家的科技發展較集中在半導體及數位科技，對於電機、機械的發展沒有投入太多，但是馬達在科學的發展及日常生活中是不能缺少的產品，所以該公司二、三十年來積極在這方面努力，幸好台灣在基礎上確實扎根，尤其成大?中鋼對這方面很支持，積極發展下，未來不僅對台灣，相信對世界也會有很大的幫助。對於成大╱中鋼馬達科技中心的成立，希望藉由成大的研發經驗，協助企業界在研發新產品時，協助克服材料與技術問題，以及協助人才培訓，同時期望中鋼公司能研發訴求損失少、效率高的矽鋼片，讓國產馬達能在品質上再提升，在國際市場上更具競爭力。

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■劉靜君■
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由中鋼公司贊助的「馬達科技研究中心」8日於國立成功大學舉行揭牌儀式，由成大賴明詔校長與中鋼陳源成總經理共同主持。此為中鋼為擴大推動用鋼產業升級，引導學術單位具備相關專長的優質資源，持續投入有助用鋼產業升級發展所成立的第一個工程研發中心。

中鋼公司陳源成總經理表示，在國際市場上，競爭型態已由個別企業的競爭轉變為生態體系及產業環境的競爭，只有在台灣的下游用鋼產業維持足夠的競爭力，中鋼才能繁榮發展。因此，中鋼將「深化研發聯盟，帶領產業升級」訂為97年經營方針之一，中鋼也深刻了解，企業的資源有限，社會的資源無窮，善加運用學校及法人研究單位的資源，協助鋼鐵及下游用鋼產業技術研發，為促進產業升級的重要手段。在這個理念下，中鋼與成大共同推動「馬達產業卓越發展計畫」，希望在馬達研發聯盟運作基礎上，藉由學界延續馬達產業研發動力，以建構一個能長期提供產業技術服務的研發中心。
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過去由於國內學術單位並未投入太多資源於鋼鐵相關領域從事持續性、有系統的研究，使得學校的優質研發人力難以提供鋼鐵產業深耕發展所需的技術服務。面對新興國家低成本的競爭威脅，台灣的鋼鐵上下游產業須更積極善用學術界的優質研發資源，以更快的腳步研發先進技術，提升競爭力。中鋼希望引導及整合學研界人才與資源，持續從事鋼鐵及下游用鋼產業升級所需關鍵技術的研發，並提升鋼鐵產業形象，吸引學生投入鋼鐵領域的學程與研究，為此產業培育所需專業人才。

未來，中鋼將積極引導學研界，包括給予經費補助，協助規劃研發主題，促成大學設立特定主題領域的技術研發中心，期望透過技術研發中心的運作，學校教授可以獲得穩定的經費及研發需求，使得研究團隊可長時間專注在固定的領域研發，以累積知識、技術能量與成果，使技術研發中心成為鋼鐵產業永續發展與技術創新的支柱。

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Avago Technologies針對工業無刷直流馬達應用 推出新耐高溫C型編碼器模組產品
低成本的六通道編碼器模組為工業馬達應用 帶來先進的移動控制偵測以及容易整合等優勢
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3 V* v5 Q& K- @6 q, q【2008年05月02日- 台北訊】Avago Technologies(安華高科技)今日宣佈，推出新精簡型耐高溫六通道光學增量C型編碼器模組產品，可以應用在工業與工廠自動化設備中的無刷直流馬達。Avago的小型化AEDT- 9340編碼器模組相當具有價格競爭力，同時可以縮小整體馬達的尺寸，新推出且安裝容易的Avago系列最新產品在設計上能夠簡單地應用在圓盤狀編碼器封裝中，為馬達製造商帶來先進的移動控制偵測。Avago為提供通訊、工業和消費性等應用類比介面零組件之全球領導廠商。
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  i0 _" h1 g3 N* j1 zAvago的AEDT-9340編碼器模組在一個小型化塑膠封裝中包含了帶透鏡LED光源以及偵測器晶片，可以提供比傳統的霍爾(Hall)感測器更佳的切換精確度(± 1º機械換向)，搭配編碼輪使用時，這個低成本的模組也可以用來偵測轉動位置。此外，由於具有高度對準的光源以及獨特的光偵測器陣列，這個模組相當能夠容忍安裝偏差，AEDT-9340編碼器適合的典型工業自動化應用包括機器人設備、紡織機、工具機以及食品與包裝機等。
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封裝型編碼器與馬達製造商對於更精密馬達控制的需求推動了在無刷直流馬達應用上以具有整合換向輸出的光學編碼器取代霍爾元件的趨勢，目前已經有越來越多的設計工程師在馬達設計上選用成本較低的光學編碼器，此外，AEDT-9340內建的換向通道輸出(U、V與W)已經與霍爾感測器一樣可靠，但使用霍爾感測器不僅會增加馬達的長度，同時也會提高設計的複雜度與組裝成本。
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Avago的六通道AEDT-9340光學增量型編碼器整合有換向輸出通道(U、V、W)、二通道正交輸出(A、B)以及第三通道索引輸出(I)，無閘控索引輸出是一個編碼輪每轉動一圈所產生的一個正向索引脈波。
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功能特點
6 p4 n% p* U, r! O: S% @•        設計上適合圓盤狀封裝
! S! e9 Y1 d$ X, x4 Z+ {  V% c4 F•        組裝相當容易
•        提供二通道正交旋轉輸出(A、B)以及無閘控索引脈波帶來位置回授
•        三通道整合換向輸出(U、V、W)
•        高達2,500 CPR輸出
8 ~2 o  u: T5 m( D) D! V; p•        高達200 kHz頻率響應能力
•        TTL位準相容
6 b: u2 Z& V/ y: Q/ R( c•        採單一5V電源
; F6 [& w* C$ c9 s9 o•        工作溫度範圍：-40oC到+115oC
$ _, L0 I3 d* f% u+ Y5 U+ K  b; d•        整合無刷直流馬達應用回授元件
•        符合RoHS標準要求