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优士特行星式滚柱螺杆颠覆传动产业

优士特行星式滚柱螺杆

优士特行星式滚柱螺杆颠覆传动产业(优士特行星式滚柱螺杆

螺杆是广泛被应用于机械传动的重要元件,绝大部分的自动化及加工设备都少不了它。而利用球型滚珠作为使机构得以自由直线滑动的媒介是产业界常见且成熟的设计,一般称之为滚珠螺杆。在直线传动的世界其实有另一种厉害的传动元件具备高负重、高精度、高刚性之特征,因其技术多被掌握在欧美且应用领域又特殊,鲜少让人提起讨论。本文为您介绍这神秘的元件:行星式滚柱螺杆

台湾优士特洪总的大半辈子都与螺丝共舞,在前往高雄冈山的路上台湾优士特洪总一面为采访团队介绍着所谓冈山螺丝窟的产业生态,一面调侃着自己。他指着道路右侧工厂说这家是抽铁线的,他们是螺丝厂的上游。再过去一点就是最上游的钢卷工厂。等红灯时他望着载满螺丝的小货车笑着说:我们螺丝制造产业已接近一片红海。追求突破的厂商努力寻找新材料发展新商机,有人成功不过大部分都不容易突破。一颗螺丝才多少钱,近年来客户还要求少量多样,我都快不知道怎么生产了。

出身螺丝制造的台湾优士特洪总在多年前的一个因缘际会,看到了行星式滚柱螺杆在游戏模拟机台上的应用,友人向他透露这外观不起眼的元件目前百分之百欧洲制造,光几支螺杆就占了机台成本快一半。这不禁让血液里充满螺丝螺纹基因的他起了好奇心,开始从产业界与学术面研究起此元件的原理。

优士特行星式滚柱螺杆

行星式滚柱螺杆运行原理

行星式运动就像行星绕着太阳公转一样,纵使在浩瀚宇宙亿万星球天体运转绕行轨迹丝毫不差,行星式滚柱螺杆的动作原理是藉由螺杆与精密螺丝介于螺帽间的运动,将螺杆之滑动由螺丝囓合之回转动作转换为直线运动。行星式滚柱螺杆学理早在百年前即被提出由于关键零组件是被称为立体齿轮的滚柱螺丝制作难度极高,且必须考量摩擦系数、螺杆与螺丝承载及受力分配等众多繁杂因素,结构设计与加工制程门槛高,全世界至今能够量产的厂商屈指可数。

优士特行星式滚柱螺杆

优士特行星式滚柱螺杆开发

来到办公室台湾优士特洪总一面从抽屉拿出厚厚的一叠学术论文,一面自信的说我花了非常多时间收集行星式滚柱螺杆相关的研究论文,翻遍世界各期刊,值得参考的都在这里。看见一份份被画满重点、写满方程式的论文摊在桌上,我们逐渐找到台湾优士特洪总之所以能够跨过这技术门槛的理由。台湾优士特洪总说:记得是在七八年前的农历过年,初五那天老婆带孩子出门,我一个人在论文堆中推导着赫兹接触理论。不知是哪来的灵光乍现,我忽然想通了行星式滚柱螺杆的设计原理,找到了所有技术文章都不会交代的设计计算基准点。就这样我与公司研发团队展开了一连串的样品实作,逐一验证自己的想法。老天终会眷顾愿意认真付出的人,优士特行星螺杆就在那一瞬间诞生了。

优士特行星式滚柱螺杆

优士特行星式滚柱螺杆精度与硬度兼顾

台湾优士特洪总说:要稳定生产行星式滚柱螺杆,困难才刚刚开始。要将热处理后硬度超过六十的材料以微米等级加工,洪总跑遍了南台湾的精密加工厂。有别于部份国外厂商为求制程容易,以滚牙加工后进行氮化处理的方式做量产,台湾优士特洪总坚持要精度与硬度兼顾,不辞辛劳的说服供应商伙伴们协助完成这极度困难的制程。台湾优士特洪总瞪大着眼睛说:喔,我们不知做坏了几千支滚柱螺丝。行星式滚柱螺杆的机构看似普通,但滚柱上螺纹与螺纹间微米等级的螺旋线接触是产品成败的核心。他解释说整条螺旋线微计等级的公差,加工与组装一不小心就会造成机构硬干涉,开始看似正常机器跑一个月后就出状况。如果为了好做放大公差就又牺牲了精度。这松紧刚刚好的艺术恐怕只有具备螺丝螺纹基因的洪总才能完美呈现。不过他谦虚的说:今天这产品能够量产,我真的要感谢优士特精密的研发团队以及所有力挺我们的供应商。有公司研发单位工程师们对于产品设计与制程关键技术日以继夜的努力,才能让产品顺利走入商用阶段。而在外部陪着我们解决制程瓶颈的供应商们,真是让我见识到台湾中小企业的金属加工能量,实在是超乎我的想象。感谢每一位幕后英雄!

优士特行星式滚柱螺杆

优士特行星式滚柱螺杆应有广泛

谈到行星式滚柱螺杆的应用面优士特洪总语带保留的说:因为它的螺旋线接触产生了较同尺寸滚珠螺杆三倍以上的耐负荷特色,又因零背隙能表现出高精度及响应,而且超低噪音,现今部分被用在军事用途、人造卫星等。飞行或游戏模拟机的驱动可能算是比较不敏感的领域。我们的产品在通过客户的验证后目前已进入稳定供货的阶段。这高刚性的元件其实也非常适用于需要高负载的产业机械上,譬如伺服冲床、折床、拉床等,另外全电式塑胶射出机也是优士特精密正积极着墨的应用领域。

优士特洪总透露了他对行星式滚柱螺杆产品后续的规划。他表示哥德式行星式滚柱螺杆是公司下个阶段的新星,目前已经取得台湾、中国、日本、美国及德国的专利。在高雄冈山我们不只认识了著名的螺丝聚落也发掘了一个有机会颠覆传动产业,不折不扣的台湾之光。

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