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最(zui)近(jin),磁(ci)懸(xuan)浮(fu)柔(rou)性(xing)輸(shu)送(song)係(xi)統(tong)在(zai)一(yi)些(xie)新(xin)興(xing)製(zhi)造(zao)業(ye)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)受(shou)到(dao)了(le)業(ye)內(nei)的(de)高(gao)度(du)關(guan)注(zhu),一(yi)些(xie)技(ji)術(shu)實(shi)力(li)雄(xiong)厚(hou)的(de)工(gong)控(kong)自(zi)動(dong)化(hua)企(qi)業(ye)也(ye)相(xiang)繼(ji)推(tui)出(chu)了(le)自(zi)主(zhu)開(kai)發(fa)的(de)此(ci)類(lei)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。人(ren)們(men)對(dui)於(yu)這(zhe)個(ge)“小眾”的市場的關注不斷升溫。
2012 年,倍福 XTS 磁驅柔性輸送係統一經展出,就迅速在全球各大工業展會上引起轟動。2018 年,倍福又推出了具有六自由度的 XPlanar 平ping麵mian磁ci懸xuan浮fu輸shu送song係xi統tong,並bing且qie他ta們men在zai各ge種zhong具ju體ti項xiang目mu實shi施shi的de過guo程cheng中zhong也ye逐zhu步bu積ji累lei起qi了le豐feng富fu的de柔rou性xing輸shu送song線xian開kai發fa實shi踐jian經jing驗yan。近jin期qi,本ben刊kan采cai訪fang到dao德de國guo倍bei福fu自zi動dong化hua有you限xian公gong司si XTS/XPlanar 產品專家丁翔先生,請他詳細介紹了倍福在這一技術領域的開發思路和技術發展動向。

德國倍福自動化有限公司XTS/XPlanar 產品專家丁翔先生
tandaojinnianlairouxingshusongxianjishuriyishoudaoshichangdegaoduguanzhu,dingxiangrenweiqizhongdeyuanyinshiduofangmiande,zaidangqianquanqiuzhizaoyeshuzihuazhuanxingdelangchaoxia,wulunshi“中國製造 2025”,還是德國提出的工業 4.0 發展戰略,其目標都是全力推進智能製造,要求設備實現柔性化生產;另一方麵,針對越來越多小批量、多品種的個性化加工需求,如何提高工廠的生產效率,例如實現同時生產或者隻需經過簡單的軟件改造,就可以生產不同批次、不bu同tong規gui格ge的de產chan品pin,是shi目mu前qian很hen多duo製zhi造zao企qi業ye共gong同tong麵mian對dui的de一yi個ge課ke題ti,這zhe對dui於yu設she備bei的de智zhi能neng化hua和he集ji成cheng度du都dou提ti出chu了le更geng高gao的de訴su求qiu。在zai整zheng個ge工gong廠chang生sheng產chan流liu程cheng中zhong,輸shu送song係xi統tong是shi其qi中zhong的de重zhong要yao一yi環huan,也ye往wang往wang成cheng為wei製zhi約yue整zheng體ti生sheng產chan效xiao率lv提ti升sheng的de一yi個ge“瓶頸”,而er基ji於yu直zhi線xian電dian機ji原yuan理li的de柔rou性xing輸shu送song線xian係xi統tong能neng很hen好hao地di滿man足zu上shang述shu需xu求qiu,因yin此ci,這zhe類lei技ji術shu方fang案an被bei越yue來lai越yue多duo地di被bei應ying用yong在zai目mu前qian實shi際ji生sheng產chan設she備bei的de升sheng級ji改gai造zao當dang中zhong。
動子獨立控製實現異步移動
以倍福的 XTS 磁驅柔性輸送係統、XPlanar 平麵磁懸浮輸送係統為例,丁翔進一步分析道:“機械鏈道或同步帶傳輸係統在柔性化、智能化改造上是非常困難的,這是因為在這些傳統輸送線上所有連接的移動塊或載具都是做同步運動,即以相同的速度、移動相同的距離,這就帶來了一些問題:一是所有操作都需要等待速度最慢的那個工站完成之後,才能移動到下一步,無法‘跳過’某些工站,造成產線速度被限製;二是由於移動距離相同,因此在工站布置上必須要等間距,產線設計受限,容易造成資源浪費;三是無法直接對載具進行操作,而是由其他方式來牽引,在輸送精度上也會出現一定的損失。而我們的 XTS 磁驅柔性輸送係統、XPlanar 平麵磁懸浮輸送係統采用單獨控製的方式,使得每個動子都可以實現異步移動,大幅提高了係統的柔性化程度。”
采用 XTS ciqurouxingshusongxitong,nenggouzhenduichanxianshangzuimandenagegongzhan,tongguozengjiadandukongzhidedongzi,laijiazhuanggongzhandeshuliang,duogedongziweiyizu,zaitongyigegongzhanweizhijinxingtongshijiagong,shidezheyigongzhandejiagongsuduchengbeitisheng,congertupolechanxiansudude“短板”,整體產線不再需要等待的時間,從而極大地提高了產線的生產節拍。
同時,XTS 係統特有的模塊化設計,可以通過選用不同半徑的圓弧電機模塊,形成 L 型、U 型,甚至是正方形等不同形狀的產線,讓客戶可以根據生產現場的實際情況,自由、helidishejiheanzhishebeichanxian,xianzhutishengzhuangpeihejiagongshebeideyitihuajichengdu,jianxiaozhandimianji,xiezhukehujieyuetouzichengben。ciwai,beifudeyixiangchuangxinkaifa――無電纜技術(NCT)通過線圈之間的電磁感應以及無線通訊傳輸,實現了 XTS 動子的無線供電及同步實時數據傳輸(數據更新周期為 250 微秒),無需連接線纜拖鏈,大大縮減了安裝空間,再加上支持 EtherCAT 標(biao)準(zhun)協(xie)議(yi),整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)以(yi)微(wei)秒(miao)級(ji)精(jing)度(du)實(shi)現(xian)同(tong)步(bu),產(chan)線(xian)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)每(mei)一(yi)項(xiang)數(shu)據(ju)均(jun)可(ke)在(zai)輸(shu)送(song)線(xian)運(yun)行(xing)期(qi)間(jian)直(zhi)接(jie)由(you)動(dong)子(zi)反(fan)饋(kui)到(dao)中(zhong)央(yang)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong),令(ling)設(she)備(bei)的(de)多(duo)任(ren)務(wu)應(ying)用(yong)得(de)到(dao)了(le)質(zhi)的(de)飛(fei)躍(yue)。

一套完整的模塊化 XTS 係統由電機模塊、導軌和動子,以及裝有 TwinCAT 自動化軟件的工業 PC 構成,可以根據具體的設備或係統布局進行調整。
而 XPlanar 平麵磁懸浮輸送係統則更加靈活,它實現了高達六自由度的懸浮式產品輸送,在同一平麵內,客戶可以將 XPlanar 平麵模塊任意拚接和鋪設,動子集成永磁體,能夠升降和移動負載,運行中的 XPlanar 平麵模塊產生電磁場,讓動子在生產過程中高動態、高(gao)精(jing)度(du)地(di)移(yi)動(dong)。係(xi)統(tong)還(hai)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)運(yun)行(xing)不(bu)同(tong)尺(chi)寸(cun)的(de)動(dong)子(zi),同(tong)一(yi)台(tai)設(she)備(bei)上(shang)可(ke)加(jia)工(gong)各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)產(chan)品(pin)和(he)包(bao)裝(zhuang)尺(chi)寸(cun)規(gui)格(ge),在(zai)有(you)限(xian)的(de)生(sheng)產(chan)區(qu)域(yu)內(nei)達(da)到(dao)最(zui)大(da)產(chan)線(xian)吞(tun)吐(tu)量(liang)的(de)目(mu)的(de),真(zhen)正(zheng)體(ti)現(xian)出(chu)柔(rou)性(xing)、智能製造的先進理念。
PC 控製讓係統功能更豐富
經過多年的市場耕耘,目前倍福的磁驅柔性輸送係統已在醫療、包裝、裝配、電池製造等行業得到了廣泛的應用,尤其是 XTS 係統以其高精度(±10 μm)、高集成度、緊(jin)湊(cou)型(xing)結(jie)構(gou)等(deng)特(te)點(dian),幫(bang)助(zhu)醫(yi)療(liao)設(she)備(bei)商(shang)實(shi)現(xian)小(xiao)型(xing)化(hua)設(she)計(ji),因(yin)而(er)在(zai)醫(yi)療(liao)行(xing)業(ye)中(zhong)成(cheng)為(wei)了(le)一(yi)款(kuan)成(cheng)熟(shu)的(de)高(gao)性(xing)能(neng)柔(rou)性(xing)輸(shu)送(song)係(xi)統(tong)方(fang)案(an)。同(tong)時(shi),倍(bei)福(fu)還(hai)特(te)別(bie)推(tui)出(chu)了(le) XTS“衛生型”係統,該 XTS 係統防護等級高達 IP69K,客戶可以用有腐蝕性的液體進行清洗,以滿足部分醫療設備生產中較為苛刻的環境應用要求。

完整的衛生型 XTS 係統
眾所周知,在工控自動化行業,倍福以 PC 控製技術而聞名,在對磁驅柔性輸送係統的開發上,PC 控製技術同樣發揮著至關重要的作用。對此,丁翔介紹道:“磁驅柔性輸送係統本質上是直線電機的一種應用模式,如何精準地控製整個係統才是關鍵,倍福在 PC 控製技術上的專業度是我們產品的一個重要特點,包括驅動、控製、測量、應用開發等都是倍福自主研發,並且掌握著底層的 Know-how 技術原理,這些有利條件能夠支持我們及時響應客戶的實際需求,也是 XTS 和 XPlanar 係統具備較強市場競爭力的根本因素。”
利用基於 PC 的控製技術,XTS、XPlanar 係統的各個獨立控製的動子可以看作是一個一個的軸,每個軸上的所有數據信息都被收集、彙整到同一台 PC 上,經過計算、處理,然後再把執行指令發回給相應的模塊按此操作,PC 準確掌握每個軸的動態信息,這樣就提高了係統同步的準確率以及精度,用戶也可以直接在 PC 上讀取任何所需的數據,便於編程開發。

正是基於這一優秀的控製技術,近年來倍福持續豐富磁驅輸送係統的軟件輔助控製功能,同時簡化操作程序。XTS 係統提供的“Track Management 換軌功能”可讓客戶按照自己的需求設定不同的區域,或是區分不同的加工工藝區間,“換軌功能”借(jie)助(zhu)每(mei)個(ge)動(dong)子(zi)的(de)獨(du)立(li)控(kong)製(zhi),可(ke)以(yi)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)軌(gui)道(dao)之(zhi)間(jian)進(jin)行(xing)切(qie)換(huan),以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)物(wu)件(jian)的(de)靈(ling)活(huo)輸(shu)送(song)。例(li)如(ru),在(zai)某(mou)些(xie)醫(yi)療(liao)器(qi)械(xie)生(sheng)產(chan)時(shi)需(xu)要(yao)經(jing)過(guo)一(yi)個(ge)檢(jian)測(ce)環(huan)節(jie),當(dang)檢(jian)測(ce)出(chu)不(bu)合(he)格(ge)的(de)產(chan)品(pin)時(shi),就(jiu)通(tong)過(guo)該(gai)“換軌功能”將產品改換到另一條軌道,移動到人工檢測區進行下一道檢測工作。而 XPlanar 係統的“換軌功能”就(jiu)更(geng)方(fang)便(bian)了(le),由(you)於(yu)它(ta)是(shi)平(ping)麵(mian)設(she)計(ji),這(zhe)樣(yang)就(jiu)可(ke)以(yi)分(fen)別(bie)設(she)置(zhi)兩(liang)條(tiao)不(bu)同(tong)的(de)路(lu)徑(jing),一(yi)條(tiao)路(lu)徑(jing)負(fu)責(ze)加(jia)工(gong),另(ling)一(yi)條(tiao)路(lu)徑(jing)則(ze)專(zhuan)門(men)負(fu)責(ze)移(yi)動(dong)輸(shu)送(song),係(xi)統(tong)允(yun)許(xu)動(dong)子(zi)“跳過”某些工站或加工步驟,到達下一個工站完成相應的操作,在機器設備中實現了高度靈活的工件輸送效果。
另外,係統新增的“Leave and Arrival 離開和到達”功能也頗具特色。這個功能允許動子在不停機的情況下離開整個係統,用戶可以在 XTS 係統運行期間移除或添加動子,因此可以在生產模式下動態調整 XTS 輸送係統的運行間距和動子數量;此外,結合換軌功能,還可以設立獨立於正常生產流程的維修區域,將動子移動到該區域進行檢查、清潔或更換載具,在不影響產線產能的前提下,進一步增強了 XTS 係統智能輸送的靈活性。
打開機器設計的想象空間
從目前倍福 XTS 磁驅柔性輸送係統、XPlanar 麵(mian)磁(ci)懸(xuan)浮(fu)輸(shu)送(song)係(xi)統(tong)在(zai)國(guo)內(nei)外(wai)的(de)一(yi)些(xie)典(dian)型(xing)應(ying)用(yong)案(an)例(li)來(lai)看(kan),可(ke)以(yi)說(shuo),這(zhe)類(lei)輸(shu)送(song)線(xian)新(xin)技(ji)術(shu)正(zheng)在(zai)為(wei)不(bu)同(tong)行(xing)業(ye)的(de)客(ke)戶(hu)打(da)開(kai)機(ji)器(qi)設(she)計(ji)開(kai)發(fa)上(shang)的(de)想(xiang)象(xiang)空(kong)間(jian)。例(li)如(ru)在(zai)煙(yan)草(cao)罐(guan)裝(zhuang)/袋裝生產中,隻需調用相應的產品專用參數集,通過調整 XTS 係統兩個動子之間的間距,就能輕鬆完成不同規格煙草袋子的罐裝工作;再比如在高精度元器件檢測時,被測元器件被放置在 XPlanar 係統的托盤上,圍繞 Z 軸做 360 dubutingdexuanzhuan,shijiaoxiangjigudingzaizhijiashang,jiukeyiquanfangweishishijianceyuanqijianshifouyouxiacihuoliefeng。zhexieqiaomiaodejiqishejibushengmeiju,gengweizhongyaodeshi,tajifaleshebeizhizaoshangqiangdadechuangzaoli,kaifachugengfuheweilaizhinengzhizaoqushidejiqizhuangbei。
總結
“天(tian)空(kong)才(cai)是(shi)人(ren)類(lei)想(xiang)象(xiang)力(li)的(de)極(ji)限(xian)。我(wo)們(men)致(zhi)力(li)於(yu)為(wei)客(ke)戶(hu)提(ti)供(gong)更(geng)廣(guang)闊(kuo)的(de)想(xiang)象(xiang)空(kong)間(jian),我(wo)們(men)希(xi)望(wang)未(wei)來(lai)的(de)柔(rou)性(xing)輸(shu)送(song)係(xi)統(tong)不(bu)僅(jin)僅(jin)隻(zhi)是(shi)具(ju)有(you)單(dan)純(chun)的(de)載(zai)具(ju)移(yi)動(dong)功(gong)能(neng),而(er)是(shi)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)與(yu)一(yi)些(xie)外(wai)部(bu)機(ji)械(xie)部(bu)件(jian)的(de)結(jie)合(he),完(wan)成(cheng)更(geng)複(fu)雜(za)的(de)操(cao)作(zuo)工(gong)作(zuo),讓(rang)動(dong)子(zi)成(cheng)為(wei)一(yi)個(ge)可(ke)以(yi)控(kong)製(zhi)多(duo)軸(zhou)的(de)‘機器人’,讓它具備類似於加工工站的作用,這樣在移動的過程中就能完成各種加工任務,從而進一步提升生產效率。”丁翔總結道。
正如 Beckhoff Automation 總裁 Hans Beckhoff 先生所說的:Engineers must save the world!倍福是一家科技驅動型公司,我們一直在努力引領這一場輸送線科技的變革。
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