受全球地緣政治影響，全球化供應鏈發生劇變，取而代之的是 Local for local 的在地化市場策略，自動化與智能化轉型也在人口紅利逐漸消失後，成為產業絕地逢生的新指引。為了在有限空間進行自動化精密組裝，同時兼顧產品良率和產線稼動率，台達推出整合多軸交流伺服系統、微型線性馬達模組與光學式線性編碼器的整體解決方案，為企業提供 1+1 大於 2 的附加價值與效益。
為了實現產線自動化與智能化，現今的電子組裝設備多朝向微型化、高效、高速、高精、低能耗以及多軸同動與同步控制的趨勢發展。台達高階型多軸交流伺服系統 ASDA-W3 ，與內建光學式線性編碼器之微型線馬模組的整合，不僅能滿足當前電子組裝設備主流發展需求，更是打破 Z 軸上下運動控制瓶頸的最佳整體解決方案。
驅動+致動器+量測三位一體，發揮自動化、智能化與永續效益
台達機電事業群運動方案事業部總經理黃群皓指出，在整個電子組裝解決方案中，伺服驅動器 ASDA-W3 負責驅動馬達；微型線性馬達擔任致動器的角色，至於光學式線性編碼器（亦稱光學尺）則扮演量測的角色。透過編碼器與驅動器，台達方案能精準地讓致動器達到所要的力量、位置跟速度。
以上三款產品各具特色，皆能滿足電子組裝市場不同應用需求。如今產線自動化已成為電子組裝產業的目標，台達進一步將三者整合成解決方案，在電子組裝與半導體產業更能發揮強大的綜效，尤其大幅優化製程中垂直方向的 Z 軸運動控制，已成為電子組裝、半導體及鏡頭模組裝置等產業提升機台產能與良率的關鍵。另外，台達 ASDA-W3 與微型線性馬達皆支援多軸同動，愈多的馬達、軸數與工業機器人，愈能展現精密的同步控制，進而發揮效率與產能大幅提升的自動化效益。
黃群皓進一步指出，少量多樣生產模式已成為電子組裝尋求智能化轉型的主要生產模式，快速換線的靈活彈性也在這樣的模式下徹底展現。透過更上位軟體層的掌控，企業得以快速進行工單、產線/站別規劃及產能配置的快速變更與轉換，ASDA-W3 的模組化設計能極具彈性地滿足這樣的需求。
不僅如此，隨著 ESG 永續發展已成全球不同領域與規模之企業的共同目標，降低設備能耗也成為電子產業的發展重心，採用了共直流母線設計的 ASDA-W3，實現回生能量再利用，讓節能效益最大化。
全模組化設計、能耗、空間與產能的極致優化
伺服驅動器之所以能廣泛應用於自動化機台，是因為它顯著提升運動控制的速度、精度及效率。台達 ASDA-W3 在此基礎上，進一步採全模組化設計，與市場上採獨立架構的產品相比，能完全擺脫上位控制器的桎梏並大幅強化同步控制性能，再加上模組間無背隙的連接安裝，比起多台單／雙軸伺服驅動器的併接設計，佔用空間更小，精省配盤空間，降低建置及整體持有成本。
除了背板外，ASDA-W3 包括電源、驅動及控制模組，使用者可將各種功能模組緊密安裝在最多支援 12 槽的背板模組上。模組之間完全不須保留散熱空間，鋁質金屬背板就能將熱能往後排出，兼顧散熱與空間節省的效益。此外，背板式安裝簡便，所有模組皆採便於維護的前方出線設計，使用者可快速更換，有效降低安裝與維修的時間與負荷。
其中，電源模組則能透過背板對各模組供電，有效簡化電源配線，進而最高節省 35% 的電控安裝空間。驅動模組支援伺服與線性馬達，單一驅動模組即能實現 2 軸馬達控制。內建 CPU 的控制模組最高可控制 12 軸馬達，使用者透過單一軟體與網路線，就能輕鬆完成調機。
黃群皓表示，ASDA-W3 展現有目共睹的高效性能，首先，背板模組實現 400 Mbps 的高速通訊，控制模組支援 EtherCAT 通訊，最快通訊速度達到 125μs，命令更新速度更高達 62.5μs，在這樣完美搭配下，展現高響應、低延遲、運動控制精細等顯著效益。同時最高響應頻寬為 3.5kHz，有助快速整定，進而實現產能提升以及高速、高精應用等目標與需求。
16kHz 同步率實現高精龍門運動，提供回生能量的共直流母線
再者，ASDA-W3 也提供無與倫比的多軸同步控制能力。有別市售產品在每個驅動器上內建控制功能的做法，ASDA-W3 以單一控制模組來控制多台驅動模組，此種設計架構特別適用於極度要求精準控制的多軸同動及龍門運動應用，舉凡電子組裝、半導體、鋰電池、物流、包裝及木工，皆有這方面高度需求。除了支援多種通訊與上位控制器整合外，ASDA-W3 可在內部自行產生簡單運動命令，以供使用者靈活規劃單軸運動，還可以 16kHz 的速度同步率，精準控制主從軸馬達，實現多組龍門高精度同步運動，並提升追隨效率。
在安全保護上，ASDA-W3 所支援的安全轉矩關閉機能 STO（Safe Torque Off），也已取得 SIL3 認證，該功能可適時切斷馬達電源或停止該軸運動，以確保人員安全。另一個值得一提的特色是提升回生能量使用效率的共直流母線設計，適時提供再生能量給其他加速軸使用。經客戶實際使用回饋，該設計確實有利降低機台能耗與碳排。
▲ 台達將伺服驅動器、微型致動器和量測整合成解決方案，在電子組裝與半導體產業大幅優化製程中垂直方向的 Z 軸運動控制。
聚焦垂直方向 Z 軸運動應用，全自製微型線馬模組完美出擊
兼具輕巧、高速、高精、高穩定性與力量控制等特性的台達微型線馬模組，已經成功為電子組裝、半導體及光學模組等產業，解決關鍵製程上 Z 軸運動控制瓶頸，同時提升機台產能與良率的最佳解決方案之一。相關應用包括精密元件/晶片的移載與取放、壓合、SMT 貼裝、晶片固晶、插件及檢測。換言之，微型線馬模組的目標市場主要聚焦在鏡頭模組組裝、電子組裝與半導體市場中的 Z 軸應用上。
台達微型線馬模組整合線性馬達、光學尺、力量感測器、滑軌和框架等元件，可實現極精細力量控制、速度/力量感測與回授、位置回授及軟著陸（Soft Landing）等功能。包括動子、定子及光學尺的設計與製造，乃至整個模組設計、功能開發、與生產製造，全都由台達一手自行包辦。其中，光學尺是台達為了解決當前半導體及醫療等領域的精密測量需求而特別自行開發的，甚至還特別設計一台專門製造光學尺的自動化機台。
台達光學尺包含讀頭及量尺兩個重要的元件，專為高精高速運動控制需求，提供精準位置回授訊號。其功能包含量測、定位及位置控制等，適用於金屬精密加工、PCB 插件與晶片取放等領域。
其中讀頭具備許多專利設計與功能，包括採用光源與光感測器一體化整合的反射式光學感測設計、抗汙能力。搭配量尺上特有的圖紋陣列 pattern，即使有油污或背景光源變化下，該讀頭皆能精準讀取。台達線馬模組使用空氣軸承，重複精度達到 0.128μm，比起一般設備與製程要求的 2μm 普遍精度不可同日而語，因而成為超高精度驗證的首選。
▲ 台達微型線馬模組體積輕薄，並排安裝即可有效快速提升產能。
率先內建力量感測器，推出領先業界的軟著陸功能
黃群皓表示，有鑑於市場上已有許多較為泛用且價格低廉的線馬產品，台達解決方案主攻電子及半導體等特定製造應用領域的微型線馬 Z 軸運動應用，以凸顯強化自身難以取代的優勢。其中，將力量感測器內建到台達微型線馬中，是當前業界少見的創舉。
至於軟著陸功能，更被台達視為能在市場上取得領先的致勝關鍵。該功能確保精準穩妥的Z軸取放運動，首先透過位置控制模式，高速下降到預定位置上，接著立即轉換到力量控制模式，精密調整速度與力道，便能精準、平穩又順暢地完成元件或晶片的取放，實現製程效率、良率與稼動率的最佳化。
台達微型線馬模組還具備幾個值得注意的特色，包括適用於 SMT 貼片及 AOI 檢測的直線加旋轉運動控制功能，以及適用於半導體搬運及 CNC 加工的大推力線性馬達規格。在尺寸上，台達線馬目前寬度 13mm，堪稱業界最薄最小，接下來也會挑戰 8mm 的產品設計。
黃群皓總結指出，不論是 ASDA-W3 的多軸設計、高精高速運動控制、多軸龍門同動，抑或微型線馬模組整合力量感測器，以軟著陸功能實現精密元件取放，再到光學尺上專利的讀頭設計與量尺上特有的圖紋陣列 pattern，皆充分納入台達的創新元素與研發實力，更整合了獨特的技術能量，與永遠貼合市場需求前端的設計理念，進而帶給客戶難以取代的加值效益。
（圖片來源：台達電子）
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