超越想像的精密極限 — 芝浦機械ULC/ULG系列超精密非球面/自由曲面加工機

作為台灣超精密加工技術的領導者，松營企業隆重為您介紹日本芝浦機械（Shibaura Machine）引以為傲的 ULC/ULG 系列超精密非球面/自由曲面加工機。該系列專為應對最嚴苛的光學元件製造挑戰而生，從高階車載鏡頭、智慧型裝置鏡片到半導體光學模具，ULC/ULG以其奈米級的加工精度，為您的產品提供無可比擬的卓越品質與競爭力。

ULC/ULG系列特點與技術進展

芝浦機械的 ULC/ULG系列超精密非球面加工機之所以能夠達到奈米級的加工精度，核心在於其整合式的工程設計，將多項尖端技術完美結合，協同運作以消除誤差。

核心主軸技術：空氣靜壓軸承

芝浦機械 ULC/ULG 系列的核心在於其獨家開發的 高精度空氣靜壓軸承。這些非接觸式軸承應用於研磨主軸和工件主軸，具備以下關鍵優勢：

• 極致精度與可靠性：領先業界的超低旋轉主軸偏擺量：工件主軸可達 5nm，研磨主軸則為 20nm (經單點非同步誤差運動SPAM方法測量)。即使長時間運轉，其高精度、高剛性和低發熱特性，也能維持卓越的可靠性。

• 高效率與成本效益：這些軸承不僅壽命長，更透過多孔限制器將空氣消耗量降至舊型號的1/6，大幅節省能源，兼顧了環保與營運成本效益。

核心傳動系統：實現奈米級平穩進給

芝浦機械ULC/ULG系列的傳動與導軌技術，是其達成奈米級精度的關鍵。這些先進系統協同運作，確保了極致的加工品質與高效率：

• 線性馬達驅動：ULC/ULG系列採用線性馬達軸取代傳統機械軸，從根本上解決了背隙問題，這不僅實現了更快的加速度與更高的精度，也大幅提升了產量。

• V-V滾柱導軌：這些超低摩擦的V-V有限滾柱導軌是芝浦機械先進技術的結晶。它們具備出色的剛性與穩定性，且不受流體溫度變化的影響。由於無需液壓單元，此設計也節省了空間與能源。

• 複合系統優勢：當線性馬達與高精度V-V滾柱導軌搭配時，能將圓弧插補中的象限突起和高階諧波分量降低至3nm以下。這確保了加工表面極其平滑，並實現了1nm等級的平穩進給，對於高階光學應用至關重要。特別是ULC-100F(S)機型，其最小設定單位更高達0.1nm，能有效消除加工表面的微小起伏，確保您獲得極致平滑的鏡面效果。

熱穩定與整體化設計：打造極致穩定性

ULC/ULG系列在工程設計上追求全面性，透過精密的整體化設計，確保長時間運轉下的穩定性與精度。

• 先進熱穩定系統：為確保加工精度，ULC/ULG系列配備先進的熱穩定系統，能主動管理溫度波動，將熱位移與變形降至最低 。

• 優化驅動策略：芝浦機械針對不同機型與軸向，客製化選擇滾珠螺桿或線性馬達，以實現最佳的成本效益 。針對滾珠螺桿系統，他們還開發了特殊的聯軸器，能有效抵消旋轉應力與跳動，確保高品質加工 。

超越想像的精準度：技術與匠人精神的雙重淬鍊

然而，最先進的機器設備並非精準度的唯一保證。為了將機器的效能發揮到極致，芝浦機械不僅專注於硬體開發，也重視加工軟體的配合與匠人技術的結合，這正是「人與技術的完美融合」的深刻體現：

• 獨家開發的程式製作工具： 由於市售的 CAM 軟體無法計算到 0.1 nm的單位，為了匹配ULC-100F(S)最小設定單位能設定至0.1nm的頂尖性能，芝浦機械自行開發了最佳化的程式製作工具，確保設備性能的最大化。這項工具是工程師對精準度的不懈追求，讓每一次加工都精確無比。

• 機上測量裝置： 可選配同一台機器上進行加工與測量，以避免工件重新安裝時可能造成的微小誤差，確保最終成品的精準度。這不僅縮短了工時，更體現了對細節的嚴謹把控，是職人精神在技術上的體現。

• 熟練師傅的「鏟花」與「研磨」技藝： 除了數位技術，熟練師傅的技藝同樣不可或缺。透過「鏟花作業」，師傅能以人工方式製作出機械難以達成的 1 微米以下平面度。接著再進行「研磨作業」，進一步提升平整度。每一件產品都因此成為獨一無二的精品，這份對匠人精神的傳承，正是芝浦機械品質的保證。

芝浦機械ULC/ULG系列體現了一種"深刻且整體性"的工程方法。每一項技術都精準地解決了特定的誤差來源：機械摩擦、熱膨脹、旋轉的不準確、背隙，進一步發展卓越的製造工藝：軟體、機上計測與支持著精密製造職人精神。這些超精密加工機製造的要素緊密地協同運作，使得芝浦機械非球面/自由曲面加工機的整體精度，遠遠超越了單一組件精度的總和，這正是芝浦機械能夠在超精密製造領域不斷突破界限的關鍵。

2024最新機型：三大導軌技術，實現卓越表面品質

芝浦機械為追求更極致加工精度，以最新研發的三項技術的成果，可根據客戶的需求做技術提案，滿足多樣化的應用需求：

1. V-V導軌滾柱高精度化： 透過職人級的剷花與研磨工藝，這項核心技術能將大幅改善加工表面的粗糙度（Sa值）。

2. 真直度伺服補償： 這項先進的軟體與控制技術，能即時監測並修正導軌的微小偏差，將滾動導軌加工時的微小起伏大幅降低。

3. 油靜壓導軌： 作為最新一代技術，油靜壓導軌透過無摩擦的油膜，從根本上消除了滾動震動。這使得其在抑制微小起伏上表現最為出色，能進一步降低 µrad 值，特別適用於對表面品質要求極高的應用。

彈性的加工能力與應用

ULC/ULG系列不僅能進行高精度的車削與研磨，更能透過多軸控制實現複雜的自由曲面、透鏡陣列和反射器金型加工。從塑膠到超硬合金、甚至紅外線玻璃，都能在同一台設備上實現最高品質的加工。此外，它還能應用於車載光學元件，如HUD模具和LED大燈透鏡。

ULC/ULG 機種構成與選配功能(照片依序排列)

• 1.ULC-100F(S): 旋削專用高精度機型，實現了 0.1nm 的控制精度，並標準配備專為0.1nm控制設計的自動水平調整式防振台，有效減少外部振動干擾。(圖中互罩為選配規格，請洽敝公司業務人員諮詢)

• 2.ULG-100E(HYC): 複合研磨專用機型，搭載高轉速工具軸，可針對超硬合金、陶瓷等硬脆材料進行高效率精密研磨。

• 3.ULG-100D(HYS): 可同時進行旋削與研磨加工，並可選擇多種工具主軸，適用於多樣化的精密加工需求。

• 4.ULG-100D(HYBS3): 具備B軸功能，特別適合處理高傾斜角的非球面加工。其B軸可支援70°以上的傾斜角加工。可搭配顯微鏡可自動移動至B軸中心，方便工具芯出，並可以做砥石磨耗量檢測(加工中以護罩收納，避免髒汙)。

• 5.ULG-100D(H3): 升級至三軸線性馬達驅動，支援複雜的自由曲面加工。

• 6.ULG-100D(5A): 五軸聯動自由曲面加工機，配備完整的全罩式恆溫空調設備，能有效抑制機台與工件因熱變形造成的影響，確保極致加工精度。

• 7.ULG-100G(S): 芝浦機械的最新機型，採用芝浦機械最新開發的油靜壓導軌技術，搭配線性馬達，提供更平滑的加工表面和出色的加工再現性。

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