｜多重直驅馬達旋轉軸技術

摘要：兩軸旋轉主軸頭是大型五軸曲面加工機之重要關鍵模組，多重驅動兩軸旋轉主軸頭研究是突破歐美專利限制，以複數個扭矩馬達帶動減速齒輪組傳動動力，使其能以較小之馬達實現高轉矩之輸出。多重驅動兩軸旋轉主軸頭以系統化創新方法與專利佈局，突破國外專利技術的箝制，完成高階旋轉主軸頭技術之開發並建立技術障礙，達到高精度、高轉速、高剛性、以及高效能等優點，可協助國內工具機產品由泛用三軸工具機提升至高值化五軸工具機的產品，並導入航太與能源產業等高階應用領域。

Abstract: Two-axis rotary spindle head is one of key components for large gantry type five-axis machine tools.  The purpose of this project is to develop the multi-driving rotary technology for spindle heads by means of two small torque motors and a gear reducer, so as to achieve greater performance with higher output torque.  In this study, through the systematic approach and patents study, the competitive and critical patents regarding the novel driving mechanisms are filed and such make a breakthrough from existing products.  It is expected that the achievements of this work can help domestic industries to upgrade the 3-axis products to advanced 5-axis machine tools and thus can step into niche markets such as aerospace and energy fields. 

關鍵詞：主軸頭、旋轉技術、多重驅動、扭矩馬達

Keywords：Spindle head, Rotary technology, Multi-driving, Torque motor

前言

1.1  產業背景
國內工具機業者長期以來在國際工具機市場的定位，主要仍以立式三軸工具機為主，面對中國大陸在工具機市場採用併購國際工具機大廠佈局全球工具機市場的技術策略，以及透過工具機產品輸入的限縮，加速低價工具機業者在大陸建廠製造生產的商業策略，在雙進夾擊下，國內工具機業者對於高階五軸工具機應用領域的發展已刻不容緩。

對於綠能、航太、運輸、以及大型複雜模具而言，其具有高複雜度與高附加價值的共通特點，因此成為國際工具機設備大廠急欲佈局的應用領域，反觀國內工具機業者雖然在三軸工具機市場具有高度競爭力，但是對於高階市場的產品應用卻苦無完整配套方案，例如大型五軸加工設備之旋轉模組，長期以來國內模組廠之間並無高精度且發展成熟的產品推出，因此，國內若繼續採用目前的傘齒輪或蝸輪蝸桿傳動模組，在整體性能展現與技術發展層面，皆無法滿足目前高附加價值應用領域的需求[1]。

因此，若能自行發展高精度穩定性的主軸頭旋轉軸模組，並突破歐美日等先進工具機模組廠在旋轉軸模組的專利箝制，將可解決業者仰賴國外進口與發展成本過高的問題，並可協助國內大型龍門工具機，由三軸的應用領域轉換到五軸應用領域，預期售價由500~1000萬提昇至1500~2500萬的產值倍增目標。