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智能柔性生产究竟需要怎样的工业输送技术?3.15

供稿:中国工控网 2017/3/15 12:43:28

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随着第四次工业革命的到来,信息技术、物联网技术、大数据计算、云平台等技术进步必然会对以往的制造方式产生极大的影响,再加上人口老龄化的到来,人口红利的消失,以及发达国家的制造业加速回归,这些效应叠加起来都要求对现有的制造模式进行必要的调整。


撇开上面这段“高大上”的宏观表述,来看一个接地气的案例:购买一辆全减震山地自行车。打开网页,搜索需求,众多款式扑面而来,光一家制造商就提供了500多种不同颜色、不同款式的全减震自行车型系列。如果再想加点个性化的需求,比如搭配一个独具特色的山地自行车车把,一家网上商店就提供了726款。消费者面临的挑战是,从众多款式中挑选出一款性能佳、外观美、价格合适的全减震山地自行车。而制造业的挑战是如何以一种低成本的方式生产所有这些种类?


贝加莱机电一体化技术经理Robert Kickinger博士给出的答案是:大规模定制。“在大规模定制中,个性化商品的制造成本非常接近于非个性化大量生产的商品,再加上个性化商品的价格更高,使得生产者的利润率更高,大规模生产个性化商品是一种有效的竞争策略。”Robert Kickinger博士说,要想实现个性化大规模生产,需要由软件驱动的自动换型,实现任意批量的高效生产;需要高度柔性和自适应的机械工艺;需要生产过程的规范化,算法根据产品规格自动生成。


在给出答案的同时,贝加莱也提供出了解决方案——新一代的柔性电驱输送系统SuperTrak。工控小编先以结果为导向爆个料:某欧洲厂商高精度压力计装配,传统生产技术下产品型号切换时间为8个月,而采用基于SuperTrak技术的机械设备将产品型号切换时间缩短至6个星期!


正如贝加莱大中华区总裁肖维荣博士在2017年3月9日举行的“SuperTrak Day”上所说的那样:“在智能制造转型进程中,贝加莱孜孜以求的是成本效率。自动化的使命并不是提供某个产品或某个技术,而是提供一个集智能诊断与维护、订单切换、品质优化、能源效率等于一体的全局优化的平台集成,分享独特的资源,这是自动化未来的新使命。”


接下来,请跟随工控小编一睹SuperTrak在中国地区的首次露面。

 

(目前中国地区唯一一款SuperTrak)


贝加莱推出的新一代的柔性电驱输送系统SuperTrak,其动子采用永磁体设计,以垂直方式安装与定子构成磁场切换动子运动来实现高速的移动,SuperTrak可以提供极为灵活的生产变换,通过软件的设置实现速度、位置的同步关系变化,进而实现生产的重新组织。SuperTrak系统的历史要追溯至2002年,该系统已经处于第三代,所以技术已经完全成熟。


SuperTrak系统组件包括椭圆形的长定子直线电机、对应常规电机的转子即托盘(携带永磁体、可在轨道上实现单独控制、安装数量可灵活控制)、机械导轨、位置传感器阵列、电力和信号电子(单独控制每个电机线圈的电流)、软件等。托盘仅通过磁力保持在轨道上的适当位置并且被电磁推进,因此不需要经由梭轮将驱动扭矩传递到导轨。这使摩擦磨损最小化。轮子和导轨本身由选定的材料构造,以确保工业应用中的可靠性。


通过现场图能看出,高度集成的SuperTrak系统轨道内空间可放置控制器等设备,空间得到充分利用,占地面积小。同时,SuperTrak系统在容错性、产量提高、能耗缩减、清洁生产、防摇晃、减噪、易维护等方面表现优秀。


在传统智能输送系统中使用的集中控制架构因大量通信数据而对轨道长度存在严重限制。贝加莱的智能数字输送技术是基于高度分布式架构,它允许轨道长度超过50米。

 

SuperTrak又是如何体现其产品输送的柔性化水平呢?Robert Kickinger博士介绍说,每个托盘拥有独立的停靠位置,产品间距是可变的,定位精度达到10μm级,提供4m/S的生产线速度,通过POWERLINK实时网络可以提供高精度同步与定位控制,完全柔性的产品输送和处理,可实现任意批量高效生产,以及批量大小为1的运动控制


工控小编需要特别强调的一点是在相比以往众多线性电机驱动的输送系统,SuperTrak是专为工业用途打造的,此为其一。其二,以往的输送系统容易磨损,且它们的维护需要延长停机时间。很多时候,即便只是更换部件或添加共建载体都得拆卸整条轨道。而SuperTrak则不用,拆卸托盘so easy。


(固定扳手,施加一定的力量,一撬拆下)

通过实操可以看出,SuperTrak非常可靠,服务友好,适应性强。次级电机组件(托盘)可在数秒内添加或更换。电气部件的模块化设计使其可以在不必拆卸轨道的情况下进行更换。低平均恢复时间(MTTR)满足24h/7全天候运行的苛刻要求。


(现场仿真演示)

据Robert Kickinger博士介绍,由于开发、仿真、诊断和维护都在Automation Studio中处理,贝加莱提供单一软件工具涵盖整个自动化解决方案。现场只需要一个控制器,控制SuperTrak整体运作,甚至可以集成机器人,而无需添加专用控制器。该解决方案还允许机器人和工件托架之间非常紧密的同步,机器人可以在托盘运动时处理工件。


 

(SuperTrak与机器人的集成)

目前,SuperTrak系统的应用领域包括电子半导体行业的应用,如产品组装(插入、贴装、组合—与机器人配合)、线路板打孔定位(变化的产品规格与尺寸)、在线质量检测(与视觉、几何测量系统的配合);食品饮料工业如装盒(与分拣机器人的配合)、贴标(不干胶标签)、在线缺陷检测、旋盖;制药行业如、药物的分拣输送、检测、旋盖、标签处理等。(文/gongkong张丽莹)


审核编辑(陈骥腾)
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