第四次工業(yè)革命如火如荼展開，加入了智慧化與精密化生產(chǎn)的特色，整體產(chǎn)業(yè)的設備也必須同步升級，才能趕上智慧化生產(chǎn)的腳步。其中，線性傳動元件也成為了不可或缺的重要配角。
這幾年來，全球都掀起了新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的風潮。各國為了順應潮流，紛紛拋出刺激實體經(jīng)濟成長的策略與計畫，希望透過技術進步和產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，得到在製造業(yè)上的競爭優(yōu)勢。例如美國制定了「再工業(yè)化」﹑「製造業(yè)復興」﹑「先進製造業(yè)夥伴計劃」等議題，德國則拋出了「工業(yè)4.0」，中國提出了「中國製造2025」，法國也提出了「新工業(yè)法國」的方案，至於日本、韓國也都針對工業(yè)市場提出了相關的發(fā)展策略。這些不同國家的策略，基本上都與工業(yè)4.0的主軸相去不遠。
工業(yè)4.0是以智慧製造為主導的第四次工業(yè)革命。全球主要的工業(yè)大國，都依據(jù)這樣的目標，擬定了各國自己的工業(yè)4.0發(fā)展計畫。在其中，由於德國是全世界製造業(yè)競爭力最強的國家之一，這也使得該國所推的工業(yè)4.0策略最受到全球矚目。工業(yè)4.0的時代主要是利用資訊科技來加速產(chǎn)業(yè)的變革，也就是推動工業(yè)智能化發(fā)展。
嚴格說起來，這所謂的第四次工業(yè)革命，其本質(zhì)是由德國、美國等工業(yè)大國來主導全球未來的工業(yè)標準之爭，因此是依據(jù)這些國家的邏輯思路、經(jīng)驗法則來推動相關的工業(yè)策略。以中國為例，就選擇了德國的標準，推出相關的工業(yè)製造策略。事實上，德國所推行的工業(yè)4.0策略，的確為許多國家的製造業(yè)發(fā)展方向，與製造業(yè)的轉型升級，提供了學習和借鏡的機會。
第四次的工業(yè)革命正如火如荼的展開，加入了智慧化與精密化生產(chǎn)的特色，整體產(chǎn)業(yè)的設備也必須同步升級，才能趕上智慧化的腳步。在其中，線性傳動元件也成為了不可或缺的重要配角。隨著近年來的技術進展，線性傳動元件在精準度與耐用度方面，都有大幅的提升，也讓相關應用市場更無後顧之憂。
線性傳動關鍵元件
完整的線性傳動系統(tǒng)包含幾個重要的要素，從線性滑軌、滾珠螺桿、滾珠花鍵到單軸機器人等，都缺一不可。
傳動元件專業(yè)製造廠全傳智能（TBI MOTION）掌握了傳動元件的關鍵核心技術，並專注於創(chuàng)新研發(fā)與設計。相關的傳動元件產(chǎn)品包括滾珠螺桿、線性滑軌、滾珠花鍵、旋轉式滾珠螺桿與花鍵、單軸機器人、直線軸承、聯(lián)軸器、螺桿支撐座等。產(chǎn)品目前實際應用於包括自動化工業(yè)、機器人產(chǎn)業(yè)、半導體工業(yè)、工業(yè)級機械、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、綠能產(chǎn)業(yè)、工具機機械，以及自動化倉儲等領域。
應用領域之所以這麼廣泛，那是因為線性傳動元件不只是應用於工業(yè)生產(chǎn)上，基本上生活的各種不同層面都會有線性傳動元件的應用場合。而完整的線性傳動系統(tǒng)也包含幾個重要的要素，從線性滑軌、滾珠螺桿、滾珠花鍵到單軸機器人等，都缺一不可。
線性滑軌
以全傳智能的解決方案為例，線性滑軌在移動時的摩擦力非常小，屬於滾動摩擦，因此只需要很小的動力就可以驅(qū)動平臺。而因為摩擦力小，因此摩擦所產(chǎn)生的熱也極小，相較於傳統(tǒng)的滑動方式，可以大幅降低運行軌道接觸面的磨損，更能長時間維持高定位精度、行走精度與低磨損。
此外，滑軌與軌道採用四方向等負荷設計，所以對於來自於各方向的負荷，都必須要有足夠的抵抗強度。並且允許較大的安裝誤差使加工更為容易，並可施予足夠的預壓量以獲得更高的剛性。
傳統(tǒng)的滑動系統(tǒng)對於運行的軌道面，經(jīng)常有鏟花或研磨的動作，因為滑動所產(chǎn)生的磨耗，往往使得機臺一段時間就必須重新鏟花或研磨，曠日費時且成本也極高。而線性滑軌具有互換性，只要進行更換或維修，即可恢復機臺之行走精度。
在速度方面，因滑塊、軌道及鋼珠採用滾動的單點接觸，所以磨擦係數(shù)極小且不易產(chǎn)生熱，因此僅需很小的動力即可驅(qū)動機臺運行。因為所需的驅(qū)動力小且功率消耗又很低，因此比起傳統(tǒng)滑動裝置，更適合用於高速運行之應用場合。而在有預壓方式或工作負荷時，鋼珠在負荷方向只以兩點接觸，也可以得到更好的滾動效率。
在應用方面，線性滑軌多可見於電子設備、電腦機械、半導體設備、輸送搬運機器、工具機、自動化工程設備、醫(yī)療設備以及LCD製程設備等產(chǎn)業(yè)中。
滾珠螺桿
滾珠螺桿是一種利用內(nèi)部鋼珠的旋轉運動，轉換成直線運動的機械元件。相較於傳統(tǒng)的ACME螺桿，滾珠螺桿有壽命更長、更環(huán)保、運作更穩(wěn)定等特性。滾珠螺桿必須具備高可靠度與耐久性。全傳智能在其滾珠螺桿產(chǎn)品就從材料、熱處理、製造、檢查至出貨，都採用嚴謹?shù)钠饭苤贫龋绱瞬拍芫邆涓叩目煽慷取L珠螺桿具有比滑動螺桿更高的效率，所需扭矩只有 30% 以下。可輕易將直線運動變換為回轉運動。滾珠螺桿即使給與預壓，亦能維持圓滑的動作特性。
一般來說，滾珠螺桿採用的是哥德式（Gothic arch）溝槽，其形狀與軸方向的間隙就算調(diào)整至極小，也能輕易轉動。在使用上也必須具備有可符合使用條件的適當剛性。另外在循環(huán)方式與耐久性等方面，也都必須滿足客戶的各種需求。滾珠螺桿常見的應用包括自動化工業(yè)、半導體產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)級機械、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、太陽能設備、工具機機械、停車場設備等相關應用。
單軸機器人
單軸機器人特色在於同時具備了線軌與螺桿的優(yōu)點，將螺帽與滑塊設計成一體式的結構，並搭配高剛性的U型軌優(yōu)化其斷面，因此可達到最大的空間節(jié)省，並且大幅度減少組裝的時間。全傳智能的單軸機器人具備了高剛性與高精度等特點，其鋼珠滾動面採用兩列哥德式圓弧，以及45度接觸角的設計方式，同時也提供了X、Y軸向，以承受來自不同方向的負荷能力。
線性傳動應用領域廣泛
銀泰科技在線性傳動領域發(fā)展已久，主要生產(chǎn)包括滾珠螺桿、精密螺桿花鍵、線性導軌、滾珠花鍵及致動器等，都是精密機械的關鍵性零組件，主要應用於工具機、放電加工機、線切割機、塑膠注塑機、半導體設備、精密定位及其他各式設備與機器上。事實上，線性傳動的應用領域十分廣泛，可以說是真正深入到所有人的生活周圍，從銀泰科技的線性傳動產(chǎn)品應用場域，也可以一窺端倪。
半導體產(chǎn)業(yè)
半導體產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)今全球最熱門的產(chǎn)業(yè)，對於生活在智能化與數(shù)位化環(huán)境中的消費者，各種產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品對於半導體的依賴程度是越來越高，而晶片發(fā)展更是被各國視為經(jīng)濟發(fā)展的主軸。半導體生產(chǎn)設備都是以高精度的研磨滾珠螺桿，和微小的線性導軌為主，以此來實現(xiàn)半導體製造設備的精密直線定位。應用的場合包括晶片輸送設備、晶圓切割器，以及晶圓檢測設備等。
| 圖4 : 半導體產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程需要高精密度線性傳動系統(tǒng)。（source：merckgroup.com） |
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新能源產(chǎn)業(yè)
近年來，人們?yōu)榱藴p少碳排放量，改善地球環(huán)境，積極開發(fā)新能源來取代傳統(tǒng)石化能源。例如離海的漁電共生發(fā)電，或者透過太陽能設備的漁電共生，以及取代燃油汽車的電動車等，為了這些需求，也需要開發(fā)不少生產(chǎn)設備。例如用來蓄電的鋰電池，其自動迭片設備主要就是應用線性模組與線性導軌來實現(xiàn)自動上料、視覺對位、自動迭片與隔膜包裹、自動下料送出等一系列的全自動生產(chǎn)工序。包括鋰電池自動迭片機、電池封裝檢測設備等，都需要使用到線性傳動元件。
汽車產(chǎn)業(yè)
在汽車產(chǎn)業(yè)的應用，主要集中在自動化的產(chǎn)線組裝，這些組裝過程需要透過線性導軌，並使用齒輪齒條來帶動機械人的左右移動，例如焊接、拼裝、塗膠效果等。而汽車週邊的配件產(chǎn)業(yè)，例如汽車底盤與週邊所用的各類鋼管材，其製作設備都須使用到重負載型的滾珠螺桿。
機床產(chǎn)業(yè)
機床是機械零件製造過程中，不可或缺的重要設備，其設備關鍵結構包括了滾珠螺桿和線性滑軌。而隨著加工零件的精密度提升，對於設備零組件的精確度要求也更高，與傳統(tǒng)工具機相比，由電腦數(shù)位控制的工具機更適合精密的零件生產(chǎn)流程。線性傳動元件在機床產(chǎn)業(yè)應用於車床、銑床、磨床、綜合加工機與NC車床等。
軌道交通
在一般消費者日常的生活中，都離不開軌道交通。在這些交通設施中，大量利用了直線導軌往復運動的特性，可以實現(xiàn)諸如捷運車門的開關動作，以及月臺上閘門的開合，由於過程頻繁使用，因此必須符合高可靠性、壽命長，以及長時間免維護等需求。
自動化產(chǎn)業(yè)
目前許多工廠開始發(fā)展成為智能化工廠，過程需要在不同類型的製造機械與產(chǎn)線設計中，導入自動化生產(chǎn)設備，以節(jié)省人力成本並提升產(chǎn)線效率。透過線性傳動元件，將可以實現(xiàn)包括搬運、分類、塗膠、焊接、量測、檢驗、取放等各項生產(chǎn)動作。
醫(yī)療產(chǎn)業(yè)
先進的醫(yī)療設備可以輔助專業(yè)的醫(yī)療人員，進行正確的判斷以及精確的醫(yī)療，更能增進醫(yī)療的服務品質(zhì)。特別是在邁入高齡化社會的同時，醫(yī)療輔具更是不可或缺的醫(yī)療設備。在醫(yī)療產(chǎn)業(yè)中，線性傳動主要應用在電腦斷層造影設備、生化分析儀、核酸檢測設備、牙科齒模設備，以及眼科電腦驗光儀等。
電子產(chǎn)業(yè)
電子產(chǎn)業(yè)基本上都是以微小外型的產(chǎn)品為主，需求的是能實現(xiàn)設備的直線導向和定位運動。應用領域包括點膠機、手機貼片機，以及電子檢測設備等。
結語
近幾年來，機械製造業(yè)正以快速的發(fā)展腳步，朝向精密加工、超精密加工的方向前進，在未來的市場競爭中，精密加工技術勢必成為全球市場競爭中非常關鍵的致勝技術。現(xiàn)代化的製造業(yè)之所以要致力於提高加工精密度，主要目的就是在於要提高產(chǎn)品的性能與品質(zhì)，提昇產(chǎn)品的穩(wěn)定度與性能的可靠度。特別是產(chǎn)品的小型化趨勢下，功能性還必須更好，這使得產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配過程，勢必透過更高精度、更智慧化的設備來加快速度與提升品質(zhì)。
線性傳動技術從過去一直都是工業(yè)產(chǎn)線中的要角，現(xiàn)在有了更精密與成熟的技術，讓線性傳動元件不只是在工業(yè)領域中發(fā)光發(fā)熱，也開始在消費者的生活中嶄露頭角。可以說人們每一天的生活，就從傳動元件開始。
