智慧機械真安全？當心因小失大！

KTR ROTEX系列聯軸器

在智慧機械的布局中，企業常常只看到宏觀的部分：機台是否選用最好的？軟硬整合是否已進入最佳狀態？感應Sensor是否已校正到最準？但這樣真的就可以高枕無憂的進行智慧製造了嗎？其實都忽略了最重要的部分—高可靠度的傳動結構。

在進行智慧機械布建中安全性與穩定性考量時，當然都會意識到需要採用最高等級的聯軸器，但在成本考量下，這件事可能會被迫降格執行，但如何在必須性與成本考量中取得平衡，也許該參考國際聯軸器領導業者KTR給我們的建議：

為什麼需要阻尼器？

在一個伺服進給的系統中，聯軸器連接了馬達和螺桿，過去馬達開始作動時，聯軸器在啟始階段會有一個擺動的震幅，須等到這個震動結束，軸心到達正確位置時才可能進行下一步的動作。這個等待的時間可能超過1秒，而若每一次啟動或每一站的啟動都需要耗費這樣的時間，可以推算出當整個生產系統有成千上萬個動作時，將會造成多麼巨大的時間耗損。

面對這樣的問題，該如何進行因應呢？透過聯軸器中阻尼器的設置，阻尼效果可大大減少聯軸器的啟始震動時間至0.2秒，這將實質的提高增益值，加快響應速度，進而大幅度的降低整體產線不必要的等待時間浪費。

一般在製造流程中，為了增加生產的效率，都希望可以將增益值調到愈高愈好，進而提升響應速度與伺服剛性，但當增益值調到愈高時，可能會發生一個狀況，每個機構的自然頻率可能會隨增益值的調高而增加共振的可能，就會發生上述的問題，這時迫於無奈就必須調降增益值，當然也會造成製造效率的降低。

今天如果一樣的設置一個阻尼器於聯軸器中，就可以改善這個自然頻率共震的問題，阻尼器將可協助震動的抑制，進而協助整個傳動的效能不需因為共振而被犧牲，也可同步將準度保持在最佳的狀態。

什麼是預知性維護？

預知性維護屬於透過較高成本多項元件的整合布建，以換得最高安全性及穩定度的體系，通常會用於單體高單價的機構體系中，如風力發電機這種造價極高不容許任何錯誤造成重大損害的場域，或是某個產線中重要且必要優先保護的環節。

由於預知維護著重的是在「預知」的功能，因此可以協助使用者提前預測可能問題發生的部位和時間點，使廠商可評估預期的停機損失，更可透過預先的零件更換，將停機的損害修復時間，轉換成預先保養的工時，對於使用者來說，在時間和成本上，明顯都是一種先苦後樂的投資。

針對傳動系統來說，一套完整的預知維護系統包含以下幾個部分：

(1)扭力限制器：可保護設備元件，當扭力超過預設數值時即會進行跳脫，而同步建置的Sensor將可偵測出跳脫情形，並立刻通知系統設備已因扭力過載而跳脫。

(2)聯軸器及背隙偵測儀：透過聯軸器背隙偵測儀的設置，將可即時的監控背隙在運轉中所產生的變化，若背隙過大時，即必須進行預防性的更換。

(3)扭力轉速測試儀：架構在二個聯軸器之間，可即時監測機構目前負載的扭力值與轉速值，並進行即時的數據回饋。透過系統的設置，當扭力過載時，扭力轉速測試儀可設定自動指示剎車器，立刻進行剎車的動作。

(4)剎車器：當機構已產生過載時，可透過剎車器即時的進行停機，以避免後續危險和損失的發生。

(5)冷卻系統：可協助機構內系統溫度的穩定。

再生能源的使用已被世界各國視為是協助減緩暖化的一項重要工作，最常看到的應用是在風力發電風機及最新的潮汐發電專用船上，因為本體的造價極高，而且要進行突發性的維修相當的困難，因此都必須配備有最完整的預知系統與最高規格的聯軸器。此外，扭力轉速器自動連接剎車器的功能更是必要的一項核心設置，否則一個颱風來時，過高的扭力或轉速若未能有效控制，強拖硬拉的情況將可能讓動輒數億元的設備發生難以回復的損害。

如何有效的進行定期維護？

針對傳動系統來說，絕大部分聯軸器的使用場域因為經濟性的考量，可能較難負擔預知性維護的設計等級。KTR了解到客戶希望有效在安全與成本上取得平衡的需求，因此會建議客戶雖無法建構高成本的預知系統，但至少要做到定期更換聯軸器的水準，這樣的方式雖然無法行精準的損害預示，但工程人員還是可以透過推估產品的使用期限，避免掉因聯軸器損壞造成的後續損失。

定期更換聯軸器對於大型的生產廠域仍會是一項不小的成本，因此KTR特別推出ROTEX系統的聯軸器，透過中間彈性體(阻尼器)的設計，將可協助使用者得到以下的好處：

(1)彈性體可更換：過去的聯軸器不管哪個部分出現壞損僅能選擇整顆更換的方式，但透過KTR彈性體的設計，未來可僅針對此部分進行更換即可。

(2)易拆裝：ROTEX系列聯軸器只要一個步驟即可拆開，裝進新的彈性體相當方便，取代過去鋼片設計因無法拆裝，鋼片損壞即需換掉整個聯軸器的情形。

(3)免重新調機：更換彈性體後無需重新調機，裝置完畢即可馬上重新上線，省時省功。

(4)低維護成本：不管是定期保養時的更換或是環境變更下的更換，只更換彈性體的模式將大大降低整顆聯軸器的成本，不僅經濟，也更為一個環保的作法。

(5)可依應用環境條件變更：客戶若臨時變更馬達的轉速扭力，或是改變使用情境的溫度，過去都需要將整個聯軸器更換掉，但現在只需要選擇對應的彈性體，即可透過材質軟硬度的調整，重新使用於變更後的場域。

KTR針對某些大型機台或難以拆裝的機台，更設計有快拆功能，未來不需進行二段設備的移動，就可快速的更換聯軸器或彈性體，大大減低維護人員的負擔。

為什麼企業要避免突發維護的模式？

在傳動系統中，突發維護是過去沒有預防概念時最常使用的方式，也就是發生問題時再去處理，但這樣的維護方式當然已完全不合時宜，因為他雖然可能最省錢，但由於無法預知停機的損失更無法預估維修的工時與成本，因此通常出問題時都已達到相對難以處理的階段，對於積極導入智慧機械的任何廠商來說，已完全不是一個可以參考的選項。

再高端的科技都必須建構在穩定的基礎上，這是常忽略卻至關重要的理念，過去常在生產中僅追求效率與準確性，但種種過去的經驗顯示，效率與準確所帶來的利益，常常抵不過一次的機器失誤。

對聯軸器的使用還保留在可用或堪用即可的時代嗎？客戶可將目前的使用情況與機台曾發生過的問題反應給KTR的專業工程團隊，KTR將提供最適切、最經濟也最可靠的解決方案，客戶可安心享受智慧製造所帶來最高效能的生產環境。

非常歡迎於2018台北國際自動化工業大展期間蒞臨K306台灣開天傳動展區，將提供聯軸器相關最新的發展資訊。