在硅片制造领域，精确的加工是确保产品质量的关键。而硅片磨边机则是其工艺过程中极为重要的设备之一，用于打磨抛光硅片边缘。它必须具备极高的精度和稳定性，以确保产品的加工品质。
应用背景
打破僵局 曙光再现
芮氪制品（化名，以下简称“芮氪”）是一家专注于“先进材料 先进装备”的高新技术企业，他们专门为光伏、化合物衬底等行业提供各类加工制造装备、材料与智能化解决方案。例如：单片式硅与碳化硅的外延生长炉，长晶、截断、开方、切片...等光伏硅片设备。
2021年芮氪开始研发硅片磨边机。起初，他们采用了某品牌的电机传动方案，但经过两年的研发测试，一直无法满足高精度和高稳定性的需求。
因为之前已和科尔摩根在诸多项目中多次合作，因此芮氪对科尔摩根的定制化无框电机方案有了一定的了解。当原来的电机方案无法满足要求，让磨边机开发陷入困境时，他们寻求了科尔摩根的帮助，咨询了产品方案，开启了一次富有成效的合作。
问题与挑战
技术攻坚 克服挑战
磨边机的核心，是一个可以吸附硅片高速旋转的陶瓷承片加工台，硅片被真空吸附在承片台上旋转，由带V型槽的砂轮对硅片边缘进行磨削。
为了提升设备的加工效率，芮氪的磨边机采用了单机双工位同步运转的配置，而为了实现在高速旋转时对硅片的真空吸附，每个工位中的陶瓷承片台的旋转都需要使用中空无框电机进行驱动。
为了获得较高的倒角磨削质量，芮氪在研发这台设备时提出了极高的设计需求；并且，无框电机还应能放入预先设计的设备加工台腔体内。
但当科尔摩根团队介入此项目时，发现除了上述设计要求外，还有诸多非技术层面的挑战。尤其是此次项目是芮氪初次研发硅片磨边机，加之初期选用的电机始终无法满足需求，设备迟迟不能交付市场，对项目进度和团队信心造成了严重影响；不仅如此，面对较高的应用需求，芮氪团队也表现出在各方面能力不足。例如：外围机电装配精度、稳定性欠佳、测试样品与流程管理的经验较浅，给设备研发增添了诸多的不确定性。
方案与服务
专属定制 出色设计
在这种情况下，科尔摩根为芮氪提供了一套包含TBM2G无框力矩电机和AKD伺服驱动器的完整产品方案。
TBM2G系列无框力矩电机用于陶瓷承片加工台的旋转：
它采用独特的环形磁钢转子和定子绕组设计，有着较低的齿槽转矩，加上自动化绕线在电机制造过程中的应用，有效的确保了速度控制的高精度和稳定性。
同时，该电机的定转子已经实现了标准化、体系化的加工工艺，这让产品精度尤其是无框电机的定转子在尺寸配合上的一致性十分出色，集成商与用户可以在很短的时间内完成对设备工位内电机的封装，无需进行二次修正即可达到较高的精度指标，确保高速旋转时较低的轴向跳动。不仅满足应用需求，还极大缩短了设备的交付周期。
另外，专门的绕组设计，为其带来了较高的功率密度，相应的，在同等功率输出的情况下，其尺寸较市面上同类型产品更紧凑，占用空间更小。
同时搭载的AKD系列伺服驱动器为TBM2G电机提供动力
AKD具有极高的响应特性，电流环带宽可达4kHz，速度环带宽高达1000Hz，位置环带宽可达250Hz，数据刷新速率达1.5MHz，为电机的速度控制提供了非常精准强劲的动力。
AKD驱动器通过高速实时运动控制总线EtherCAT与设备控制系统进行通讯。
经验丰富 高效协同
除了独特的产品方案，科尔摩根团队还基于多年在运动控制和硅片制造领域的专业经验与服务体系，为芮氪提供了极具针对性的专业服务，例如：
科尔摩根及其集成商向芮氪开放了其测试仪器和恒温净化间的使用，用于设备与样品的测试，帮助用户有效的获得了精准的产品与设备质量数据；而基于测试获得的各项数据，科尔摩根团队则在电机外围配套组件的安装与加工上为芮氪提出了多项建议和改进方案。
客户收益
超额交付 合作长存
在引入科尔摩根方案后6个月，芮氪的这款磨边机很快就在各项性能指标上大大超出了原先的设计预期，比如：
- 磨边机陶瓷加工台的旋转速度在1rpm时的波动<1%，远小于用户原先<5%的要求
- 同时加工座的表面跳动<1μm，远低于用户原先< 5μm的要求
- 而在安装空间方面，TBM2G可以很轻松放入预设加工座腔体
目前，该设备已实现了小批量入市，产量约为5-6台/月。
通过此次磨边机项目合作，科尔摩根再一次展现了其在运动控制及硅片加工设备的产品优势和专业服务能力，进一步增添了芮氪与科尔摩根团队合作的信心。
客户表示：未来，包括此次项目团队在内的各部门，都将在各类硅片加工设备的开发项目中与科尔摩根展开更为广泛深入的合作，科尔摩根的定制化电机产品也将成为其设备驱动系统中的重要方案选项。
