适逢今年台北国际自动化大展期间，相关传动元件厂商制造厂商纷纷针对国际净零碳排趋势提出对策及解决方案。其中轴承不仅须负担厂内所有传动元件、设备，甚至於冷气空调系统能否「行稳致远」的关键；就连轴承本身在生产各种陶瓷、金属等不同材质的滚珠/柱/针流程中，以及搭配的润滑油料，都被视为可能影响制造节能减碳的因素。

就在台北国际自动化大展开幕首日，场外却迎来台湾环境部成立而献上的「大礼」，宣布将以明年碳盘查为基础收费，延後一年（2025）才开徵碳费。对於钢铁、水泥等排碳大户固然是能拖一天就是一天，却不利於目前有志透过推广高效自动化解决方案，来协助业界达成节能减碳目标的厂商。

尤其针对在目前都市大型建物中，传统空调系统的低压、水冷式冰水机组的离心式压缩机，都仰赖油及冷媒混合来润滑轴承，现在则能透过纯冷媒取代轴承的传统循环润滑油，减少轴承摩耗且降温，适合严苛的运行环境，还省下购油与建置油液分离系统的成本，使得压缩机设计非常简单；同时强化了冷凝器和蒸发器等热交换、传热功能，提高了可靠性和系统能源效率，减少因为使用冷媒而增加排放的温室气体，满足客户节能永续要求。

然而，当滚珠轴承利用纯冷媒润滑时，须要承受黏滞性低，致润滑不足；还可能因为混入润滑油，导致铜管受到油膜阻隔，而降低散热效果；或过高/低负荷及温度的工作条件、生锈时，必须具有较高可靠性、可用性和安全性。

选用陶瓷滚珠的优点，为其质量仅为钢制滚珠的40%，可提供更高速度、更少量惯性，得以更快起动或停止。且由於低磨擦系数增强了耐磨性，让轴承即使在润滑不隹时，也可低温运行；具备化学惰性和绝缘性隹，还能作为内外环之间简单的绝缘措施。一旦用於经常遭受液气体腐蚀、润滑不足、振动和杂散电流的应用场合，如泵、压缩机、电力驱动装置、发电机等，还能维持尺寸稳定性，将大幅提高轴承可靠性。

因为陶瓷滚珠硬度高又坚韧、耐磨而延长寿命的特性，常用於不常替换的车辆上，主要提供轮毂马达及内部传动元件所需混合轴承，更为方便安排内部空间，在应市场需求而大量生产下，已逐渐缩短与过去纯钢材轴承的价差。

图1 : 传统空调系统的低压、水冷式冰水机组的离心式压缩机，现在能透过纯冷媒取代轴承的传统循环润滑油，减少轴承摩耗且降温，适合严苛的运行环境，满足客户节能永续要求。(source：scontent.ftpe12-1.fna.fbcdn.net)

身为台湾精密机械用滚动轴承最大制造厂东培工业公司（TPI）除了长期提供比照全球产业标准设计与客制化轴承，满足机械、汽机车、3C等产业所需，成为客户产品的重要中枢；同时跨足电动车、绿能和工业机械人产业，协助台湾设备制造与终端加工厂商全面迈向智慧自动化生产。

近年来东培也善用过去为了掌握0.001mm精度的核心加工技术，以确保制品品质，而在内部成立精机事业部。除了数十年来专责开发制造关键的夹治具、组立及大修改造厂内的新旧生产设备，具备从锻造、车削、研磨组立、轴承构件、钢珠、铆钉，到零配件等一条龙生产规模及高度垂直整合能力。

藉此开发出来的油雾润滑轴承，还能客制化配合不同喷油位置及孔位设计，使得油雾精准喷入滚动接触面散热，以协助主轴即使达到20,000~30,000rpm高转速情况下，还能维持冷却、润滑效果，抑制温升、震动。甚至可采用混合式（陶瓷+钢珠）超精密轴承，以承受比起钢珠轴承有更高容许转速；即使经过长时间耐久跑合测试，仍然有稳定的温升及振动表现。

此外，为了追求企业朝更具规模化转型，现也有台湾工具机厂商开始发挥既有於精密制造及加工生产优势，利用自制立式磨床、治具研磨机，生产精度可媲美欧日同级规格的交叉滚柱轴承。由於将其滚柱呈正交配置於V形沟槽滚动面上，再透过间隔保持器维持相互紧凑排列，采取与滚动面线接触形式，所以轴负荷引起的弹性变形量缩小、使用寿命延长，能同时承受径向、轴向及力矩等所有方面的负荷；且其外轮属於分割构造，可调整轴承间隙，所以即使被施加预压，也能获得高精度旋转运动，适合导入工业机器人的关节等旋转部位、工具机第四轴旋转工作台使用。

银泰发表交叉滚柱轴承 满足精密与弹性配置需求

银泰科技（PMI）自1990年成立以来，主力产品包含滚珠螺杆、精密螺杆花键、线性导轨、滚珠花键及致动器等，已是台湾重要的精密机械关键零组件制造厂之一，客户领域涵盖工具机、放电加工机、线切机、半导体设备。

目前银泰所生产的轴承都依照ISO标准检测组合後的精度再分级，现也提供包括P2、P4、P5、P6及P0等级的高精密交叉滚柱轴承，可满足客户用於各项精密装置需求。藉助使用修整线精密研磨滚柱，可避免滚柱两端因为应力集中过高，降低滚柱所受的最大应力值；且负荷较为平均，而能提高滚柱轴承的使用寿命。

且由於将滚柱交叉排列於V型轨道中，利用滚柱与轨道接触面积大的特色，比起深沟、斜角轴承更能实现装置体积小型化，负荷及刚性大幅提升的目标。其中客制化CRBX产品系利用斜角轴承配对组合所需空间大小，比起交叉滚柱轴承约可节省1.5~2倍特色，减少设计空间和缩小体积，现也推出轴承内径20~160mm可供客户选择。

图2 : 近年来银泰科技也推出多款可供应用端选择的不同交叉滚柱轴承型式，适用於工具机、机器人、精密量测装置和IC制造产业。（摄影：陈念舜）

针对业界期待解决机构缩小体积的方法，银泰也提出以单只轴承来取代原本需要两只轴承的替代解决方案。即经由该公司交叉滚柱轴承采取滚柱分别在轴承内、外环轨道之间呈现90度相对交错排列的结构，得以同时承受来自轴向及径向、倾覆力矩等所有方向负荷，并大幅减少轴承所需组合高度，实现高刚性与强大的负荷能力。

目前银泰为此，推出可供应用端选择的不同交叉滚柱轴承型式，适用於工具机、机器人、精密量测装置和IC制造产业。包括：标准型CRBC/CRBB/CRBH，可视应用端需求，选择外环或内环分割的构造型式，适用於机械加工中心机的旋转平台本体等要求高精度场合。

大孔径中空型CRBG，则因为具备安装孔设计，使之安装使用更为简单，可极大简化旋转平台的结构，适用於工具机第四轴、机器人手臂关节等，要求精度高、结构紧凑的旋转位置。

另有附带安装孔型CRBF/CRBE，可在CRBF的内、外环结构上设有安装孔，以减少装配工序，将有助於生产小型、轻量化装置，让产品设计变得更紧凑，能依客户需求组装到各式装置上，进一步降低装置成本、缩短交货期。

机器人安装型CRBR，采取外环分割、内环为整体结构，且轴承也自带安装孔，所以不需要固定法兰和支撑座以方便安装，适用於机器人CSG（CSF）系列谐波减速机，与多轴机器人关节使用。

SKF推出磁浮轴承与润滑技术 引领先进减碳技术发展

图3 : 瑞典商SKF近期展出的磁浮轴承，具备极隹的精度和稳定性，使之比起传统轴承适用於更多工作场合。（摄影：陈念舜）

瑞典商斯凯孚（SKF）近期展出的磁浮轴承即透过电磁铁产生径向力和轴向力使转轴悬浮，并允许转轴无接触旋转，因此避免了轴承磨擦和磨损。经过控制系统主动监测并持续调整电磁铁中的电流，以维持转轴的位置。利用磁浮轴承极隹的精度和稳定性，使之比起传统轴承适用於更多工作场合。

值得一提的是，由SKF提出的「RecondOil Box」双分离技术，真正实现了油品的循环使用，让机器运行无须换油，变得容易、可行。所提的「双分离技术（DST）」，属於一种突破性专利的工业油再生新技术，将工业油从一种昂贵的消耗品转变为一种完全可循环的资产。

但SKF强调并非取代传统的过滤，而是一种超越了传统过滤方式的补充。透过去除最小的污染物来防止油品老化，让油品变得比以前更清洁。这意味着相同的油品可以重复使用，在某些情况下可无限期使用，甚至再也无需购买新的油品，或对使用过的油品进行处置。除了节省费用之外，还可以大幅降低碳足迹；对於许多制程而言，超清洁油可以带来实质性的性能改善和更长的机器寿命。

天工持续推进数位转型 有效提升轴承精密滚动体竞争力

至於另一家目前已进驻中科二林园区设厂的天工精密公司，主力产品为精密滚动体如滚珠、滚柱等，已是国际知名精密滚动体制造领导厂商，并特别专注於生产制造微小钢珠（3.175mm），强调在螺杆/滑轨用滚珠或是微小滚珠的生产技术，已可与德、日先进大国并驾齐驱，成为少数能生产制造轴承、汽车与航太工业用滚动体的厂商，且能以合理的成本与完整的配套来服务轴承、工具机、汽车、电子等客户。

因为钢珠属於「安全件」，常用於汽车零件大厂，因此，客户很要求可追溯性和产品履历。为了处理大量资料，天工很早就开始开发内部ERP系统，也奠定了数位转型的开端。加上据天工估计每年须生产接近150亿颗钢球，皆必须达到加工精度0.25μm等级，约为一个病毒的大小。且为了确保与客户的交货承诺，实现零缺陷（0ppm）交货的目标，厂内制程面临到包含次微米的加工精度、精准尺寸与规值控制、100%全检要求、机器设备传统、生产技术要求高、客户需求规格不易预测等众多挑战。

图4 : 天工精密公司多年来的主力产品为精密滚动体如滚珠、滚柱等，并特别专注於生产制造微小钢珠（3.175mm），且透过数位转型来解决产品生产精度的挑战。（摄影：陈念舜）

因此近年来天工持续精进改善，积极投入自主研发自动化热处理生产线、高精度滚珠/滚柱生产技术、CNC磨盘修整系统与第二代光学检测与涡电流检测系统；另与各大学及研究机构合作开发先进滚珠生产设备与技术、表面检测驱动机构、精密钢珠自动化检测系统及平面化高速3D磁电阻量测技术等先进技术。

天工还为此招募了一批工程师组成研发团队，这些员工不在产线上生产钢珠，而是专注如何让产线更加自动化。目前天工让设备联网，做到自动排程与搜集生产数据，已经让生产效率提升，不仅交货时间缩短，也提升了客户满意度，未来还希??能透过数据分析，做到产线异常排除与诊断。

同时透过数位转型来解决产品生产精度的挑战。包括利用自主开发物联网与边缘运算搜集数据，拥有影像识别球体选别、检测金属表面缺陷、珠粒选别机之入料装置、珠粒选别机之匀光成像装置及钢珠检测等多项台湾、美国发明专利技术；透过人工智慧（AI）协助检测产品瑕疵，更容易实现产品高精度目标；并结合资料分析，逐步建立自动化流程与即时监测设备状态强化厂房管理。

直到如今，天工最亮眼的成果是「钢珠光学检测仪」，有别於传统检测仪要靠滚动钢珠来检测，容易划伤表面增加生产成本。但透过这台仪器，利用光学反射来检测，不仅解决传统设备的缺点，甚至还能透过检验瑕疵，回头检视制程哪里出了问题。

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*刊头图（source：world.businessfrance.fr）