环顾现今智慧自动化无论处於何种层级，线性传动系统仍是工厂内最基础、简而易见的构成要素之一，且或许是延续自工业2.0时代「流水线」的生产模式，以及晶圆、面板等工件需求，从而衍生出各式各样传动机构、驱控系统，藉以扭转马达的旋转运动；甚至是线性马达/滑台或直角座标系机器人等，藉以更精确定位、稳定搬运上下料与产品。

从目前台湾大多数工业应用场景来看，现代工厂内无论是自动化设备或流水生产线上的整体传动系统机构，仍必须建立在线性传动系统为基础，并依客户对产品要求、生产成本等元素，选择不同动力来源及驱控系统。现今线性传动系统在工厂环境里的传统运作方式为借助液压气动系统解决方案，来实现高速、低负载应用，或者转向必须产生强大动力的液（油）压系统。

却也因此在常见的液/气压动力系统里，必须要搭配庞杂的管线、泵、阀门、调节器、润滑器、空气过滤器等诸多零组件，以及储液（空气）瓶、流量计、热交换器和降噪设备，最後还有无法省下来的空压机及马达的电控、驱动系统。甚至是为了追求未来工业4.0目标，必须搭载大量感测器和通讯所需的管路配线。

图1 : 现代工厂内无论是自动化设备或流水生产线上的整体传动系统机构，仍必须建立在线性传动系统为基础。(source：pexels.com)

一旦迈向工业4.0之後，机械制造厂商和设计工程师将会陆续发现，电动化更能满足当前和未来的自动化需求，既减轻了自动化项目的总体设计、安装和调试所需时间，更能为自动化系统的生命周期带来可观的总体持有成本效益。

且随着如今多样少量化、大批量客制化生产需求对智慧自动化要求越来越严苛，线性传动机构的灵活和弹性应用的特性，在追求工业4.0目标下变得更不可或缺，此愈发凸显机电系统优势，精确控制驱动器的速度和位置。

当任务叁数出现明显变化时，线性马达不仅能让系统完全可控，并具有高度重覆性，可达到微米级或更高刚性，还能轻松跟随运动周期，透过软体精确调整速度、加速度或定位。因此蕴含机电驱动技术的自动化系统更容易微调，让使用者得以不断适应和改进其流程。

安科自动化：引进线性马达取代气动缸

有别於其他早期从传动零组件制造产业起家，再逐步跨入线性传动系统发展的制造业者，来自澳洲的安科自动化公司（ANCA）最早是从生产CNC工具机的PC-Based控制器发迹，至今仍是贡献该公司营收主力，再加上旗下运动控制、钣金加工、技术服务解决方案，共4大事业群。

虽然该公司PC-Based控制器在台湾市场仍非主流，但因为安科自动化自80年代，就开始协助客户开发CNC刀具磨削工具机专用硬软体，累积了丰富经验；再利用自身强大的软体运算能力，积极转型刀具磨削加工领域，直到2022年已可宣称为全球最大的刀具五轴磨削加工机制造厂商，并希??藉此能强化台湾设备制造业客户及终端使用者，对於澳洲品牌自动化设备及关键零组件的信心。

且安科自动化也在企业转型，开拓新兴应用领域市场的过程中发现，既然旗下PC-based控制器可在工具机产业经由长期密切支援客户，开发特定需求机种而成为世界第一；运动控制部门也应该可以选择专注支援台湾工具机和半导体设备厂商，投入特殊领域发展，所以该公司自2014年就开始将之驱动器、LINX高效能线性马达等产品，导入该公司刀具磨削工具机上搭配CNC数控系统应用，至今已有超过4,000颗LINX线性马达在市场里应用，又依适用产业、厂商不同，分为LINX S/M/T三大系列产品。

其中除了LINX T系列线性马达，系为了澳洲单一食品业客户开发，采用耐酸腐蚀材质且达到IP66防护等级，特别适用於化学或食品加工产业，确保其在高温、高压及腐蚀环境里仍不受影响。最早开发的LINX S系列轴心式线性马达，则是主要用於搭配自家刀具磨削工具机或其他机种，额定连续推力范围335N~630N、峰值推力达4,270N，用来研磨蜗轮等工件，可维持於轴向往复频繁运动；其外观与LINX M系列线性马达外观又略有不同，後者主要针对自动化设备应用而开发，持续推力范围80N~287N、峰值推力1,200N。

图2 : 安科自动化LINX M系列线性马达，采取内建编码器定位，不必仰赖外部感测器搜集讯号回??，能直接套用於各种不同线性移动的自动化场域。（摄影：陈念舜）

依安科自动化公司业务开发经理陈柏勋分析，现今线性马达的最大优势为结构简单，主要利用周围的线圈（动子）、中间铁芯磁棒（定子），经过通电感应後控制其运动。LINX M系列线性马达又与其他品牌机种最大不同处，在於采取内建编码器（Encoder）定位，不必仰赖外部感测器搜集讯号回??，就能直接套用於各种不同水平线性移动的自动化场域，可用来取代传统被视为廉价、可靠，而被广泛应用的气动缸角色。

陈伯勋坦言，由於线性马达的最大问题就是单价较为昂贵，所以至今只能取代部份气动缸市场，特别是在要求平顺运动场合，首先即应排除一旦通气後，运行曲线容易暴起暴落的气动缸，又要能高度弹性精准控制定位点，更可以展现线性马达的价值。不像气动缸必须仰赖外部实体开关控制定位，而只须修改驱动器叁数即可完成。

加上线性马达结构特性，几??没有滚珠螺杆的磨耗或维修问题，或为了定期润滑保养，而增添漏油污染的风险，适用於食药、医材加工制造产业。省下空压机、储气（液）瓶来维持24hr不失的成本，年久失修还会有管路泄漏，所衍生的维修费用，将更有利於使用者降低长期持有总成本。创新的零净吸力设计，消除了平板式线性马达不可避免的压力，有效提升机器效率，并延长其寿命。

目前安科自动化的LINX M系列产品的应用范例，包括平板线性马达，运作原理与磁浮列车相似，且散热及防护功能更隹，可用於食品产业理货、拣货，最後再利用高压水柱、蒸气清洗留下的食物残渣。导入精密加工产业应用时，线性马达在晶圆（chip）测试盘，几??可无限次数调整位置、速度。

尤其是在钣金加工产业，工业机器人虽可接受设定运行路径，却难免因为每款工件、消费品的表面，都会存在些微公差或偏差，在抛光研磨时不易控制每件产品外壳的色彩、光泽一致。所以这两年来，安科自动化还将之导入配合机器人的抛光研磨作业，透过线性马达感测力道後，稳定输出扭矩、推力，执行非常细腻的动作，以确保与机器人在抛光研磨过程中保持稳定接触，产出成品的表面光洁度及色泽差异不大。

过去也曾有钣金加工业客户反应，传统加工机台一旦板材遭遇工件变更长度时，常需要人工花费6~8小时去修正每个气缸位置，耗时且效率低落，在过去大批量生产时代或许影响不大。但目前则可迎合少量多样化生产模式，让线性马达可在10sec内依伺服叁数快速设定位置点，再利用其快速移动的优势，足以有效提升机器产能。目前安科自动化在台湾，主要向使用者推广，可导入外圆或五轴刀具磨床，用来研磨凸轮、多边形工件，适用於线马进行轴向频繁往复动作。

直得科技：推广微型机器人应用

进一步分析现今厂内工业机器人结构，约可涵括：单轴机器人、直角座标系机器人、水平多关节机器人（SCARA）、垂直多关节机器人及并联式机器人（DELTA）等。其中直角座标系机器人，主要在於各个X-Y-Z直角座标的长度范围内作动，适用於搬运、取放等作业，可应用的领域包括射出成型机的机器人设备，用於机器人移动并定位、取放、堆叠、锁螺丝、以及切割、装夹、压入、??取、装配等工作。

且线性运动元件的应用领域极广，其中线性滑轨共由滑轨、滑座及滚动体三大部分构成，使用者利用滑座承载物件，以及滚动体在滑轨上滚动，进行直线作动的支撑导引组件。且线性滑轨的优势，就在於其高精度、高负荷能力、长寿命、标准化与廉价成本，所以被广泛运用在自动化产业、工具机产业、TFT-LCD、光电制造检测及搬运设备、电子产业机器设备、半导体制造检测封装搬运设备、医疗仪器、印刷包装机械、产业机械等，需要高精密定位的产业。

产品线又可分为门槛较低，多数厂商投入的标准型线性滑轨；以及高门槛，市场竞争对手较少的微型线性滑轨。加上台湾以半导体、面板、光电等产业见长，政府也将线性滑轨列为策略性关键精密零组件，所以直得科技於1998年创立时，即以从事精细化微型高精密线性运动元件的开发、生产与经营为目标，进而向上延伸到驱控系统整合。

如今该公司不仅是全球首家量产3mm尺寸微型线性滑轨制造厂商，也是除了日系线性传动元件大厂THK、IKO以外，唯一能提供5、3、2mm全系列尺寸的世界前三大微型线性滑轨制造商。如今为了能顺利打入智慧工厂供应链，除了提供所需传动元件之外，还从无铁芯线性/旋转扭矩马达和伺服驱动器、高解析度编码器（encoder）、通讯介面EtherCAT着手，逐步延伸到上位PLC数位控制系统；再陆续强化NC/CNC功能，整合机电系统的高速、高精及同步运动控制系统的电控技术（Mechatronics system）。

近年来，直得科技也投入推广自家最新开发的cpcRobot系列微型六轴机器人，有别於传统机器人主流市场规格，藉其在工业产品微小化的专长，打造出尺寸仅有一张A4纸大小的现今市场上最小的协作型机器人。首度在美国工业杂志亮相，就以其微小且高高精度及灵活度的特性，一举拿下2021 LEAP Awards的金牌奖。.

图3 : 直得科技打造出尺寸仅有一张A4纸大小的cpcRobot系列微型六轴机器人，为市场上最小的协作型机器人。（摄影：陈念舜）

其中S0微型六轴机器人号称本体仅重3.5kg、最大负载可达0.5kg，同时搭配cpcStudio软体PLC/IDE平台，加上特殊的折叠设计能创造规划多种不同路径，以达到更高运动效率；另一款D80微型六轴机器人拥有5μm重覆精度，适用於更高精度需求场合，还在底座上设置操作面板，让使用者直接规划路径。

两者都让使用者能利用该产品在尺寸上的优势，搭配自动化多样性及灵活角度运转，强调可在有限空间内灵活运动，随时配合产线调整最隹操作方式和位置，实现微型化相关制程，突破在不同产业应用市场主流，例如：生医、半导体产业，以及实验室、生产组装微型产品、测试设备等自动化作业。

未来还可??加入元宇宙、AR/MR等应用情境的创新，增加功能达到精准个人健康的远距居家复健，预估若将其应用范围延伸至医疗健康产业，将可创造10倍以上的产值。若被导入应用於手部复健的辅助机器人时，六轴机器人的活动性与可变化性，将会是至为重要的关键。

易格斯：搭平台协力打造经济型机器人

目前无论是在工业环境或者咖啡机中，为了最大限度延长线性传动装置的使用寿命，并保持更低驱动力，如何尽可能减少摩擦和磨损，变得非常重要。德国动态工程塑胶专家igus现已顺利取得突破，开发出首款创新滑动材料iglidur E3，减少40%摩擦；并获得drylin T微型线性滑轨采用，藉以实现极其平稳运行，提升设计自由度，首次从2:1设计原则最隹化扩展到3:1，并为客户增加了线性技术的设计灵活性。

igus指出，因为iglidur E3根据工作点的不同，摩擦系数约为0.16，比起在硬质阳极氧化铝上测量的igus标准材料摩擦力降低40%，相较於市售滑动材料甚至更低，这也意味着手动调整需要的位移力降低40%。

igus直线与驱动技术业务部主管Stefan Niermann 表示：「这是朝着更大设计自由度迈出的重要一步，因为它使我们能够首次扩大设计空间。」

图4 : igus新开发的iglidur E3能确保减少线性传动系统40%的摩擦。（source：igus GmbH）

通常适用於线性滑轨的传统2:1原则规定，驱动力和固定轴承之间的距离不应超过轴承间隙的两倍，以避免因为平行度偏差，导致卡死现象。反之，驱动力和固定轴承之间的距离越大，磨损和所需的驱动力就越大。

目前igus已将此设计原则扩展至3:1，可以让驱动力在不影响线性滑轨运动的情况下，再增加50%，同时将原来所需驱动力减少了40%，这也意味着在厂内电动应用的节能比率。drylin T 微型线性滑轨还有09、12、15共3种尺寸，可藉协作型机器人导入实验室、医疗技术以及工具制造等领域应用。

微型线性滑轨的滑块因具有igus 动态工程塑胶众所皆知的优势，在高性能工程塑胶材料中整合固体润滑剂，即可确保安静运行、抗脏污且无需保养，省去润滑剂而节省成本，也有利於环境。透过新材料的混合和加工，以及在igus 测试实验室进行的无数次测试，igus 进一步提升了动态工程塑胶的应用极限，并在线性技术中提供了新的设计自由度。

在齿跟齿之前圆弧的侧边，还会有更多空间留给塑胶，建立最隹化过後的螺纹角度，让螺杆的中心可以有较大的面积，使之更为稳定且坚固，并且没有噪音和震动。在3D列印机、光学仪器产业还有一些位置的移动调整上，igus也有许多控制器和马达，专门用来驱动该公司线性滑台的控制器、步进马达，能够非常简单取得讯号。

igus在2021年发表全新的机器人驱动元件ReBeL核心，更是经过大幅改良的工程塑胶变速箱，高度整合谐波式齿轮内部，带有动力电子元件的直流无刷马达（BLDC），可以连接到各种控制器；高度整合谐波式齿轮减速机，让使用者只要透过igus旗下LCA（低成本自动化）模组化平台RBTX，就可以免费下载合适的igus低成本控制系统。

**刊头图（source：festo.com）