倍福的XPlanar 平面磁悬浮输送系统是一款具有开拓创新意义的驱动产品,其动子托盘可以自由悬浮在由平面模块组成的传输平面上,平面的大小和形状可根据具体需求随意拼接,为简化生产设备和工厂设计提供了无限潜力。在此次采访中,我们与来自倍福的资深驱动技术产品经理 Uwe Prüßmeier 先生探讨了这一系统的独特价值主张,它可以精确、高动态且非常灵活地定位动子。
飞行运动:XPlanar 平面磁悬浮输送系统是一种产品输送解决方案,其特点是采用非接触驱动原理,不会产生机械磨损
基于飞行运动原理的新型 XPlanar 平面磁悬浮输送系统的特点是什么?
Uwe Prüßmeier:与 XTS 磁悬浮输送系统一样,XPlanar 不仅仅是一个驱动系统,而是一个能够非常灵活地输送产品的整体解决方案。与 XTS 不同的是,XPlanar 能够在二维平面上运动,而且动子能够在传输平面上相互超车,也可以待在缓冲区或绕过缓冲区。自由悬浮的动子托盘还具有另一个重要优势:由于采用非接触式驱动原理,它们不会产生噪音,且完全无机械磨损。
该系统可为实现输送任务提供哪些功能?
Uwe Prüßmeier:总的来说,输送系统只是将产品从一个加工工位移动到下一个加工工位 — 从 A 到 B,然后从 B 到 C,再从 C 到 D,依此类推。如果使用 XPlanar 平面磁悬浮输送系统,这些工位既不需要排成直线,也不需要以固定顺序访问。这意味着指定的产品只需要移动到那些需要对其进行必要加工的工位。通过与二维平面的整合,XPlanar 还开辟了其它几个选项,包括将单个动子从生产流移除,或者创建特殊等待区域,以优化加工序列的能力。让速度较快的动子能够超越速度较慢的动子也很重要,因为这样可以同时快速地执行子进程。不仅每个动子托盘都是作为单根伺服轴单独进行控制,如果需要,它们也可以与其它动子精确同步。
在 XPlanar 系统中,动子托盘自由悬浮在可以根据任何布局随意拼接的平面模块上
动子能够以六自由度进行运动。特别是对于加工工位来说,这能带来哪些好处?
Uwe Prüßmeier:动子不仅可以向加工工位移动,还可以移入到加工工位中。它们也可以旋转通过所有三根轴承载的有效载荷,从而可以轻松从任何一侧进行处理或检查。动子也可以升降,甚至倾斜。例如,如果动子稍微倾斜一点,可以防止在输送装满液体的容器情况下快速加速时有液体溢出。
虽然 XPlanar 支持所有复杂的运动选项,但从用户角度来说,系统设置和部署都是非常简单的。这里的关键因素是什么?
Uwe Prüßmeier:在开始进行开发时,我们认为非常重要的一点是,系统应该高度集成并且用户只需接入两根电缆即可 — 一根用于通过 EtherCAT G 进行数据通信,另一根用于供电。因此,所有其它功能已完全整合到模块中。在设计方面,它们的结构也非常紧凑:每个平面模块的工作表面与其下方的承载框架之间的距离仅为 4 厘米。
选择单独的 XPlanar 组件也同样简单吗?
Uwe Prüßmeier:是的。系统建立在基本组件上,一个尺寸为 24 x 24 厘米的平面模块,而平面模块可以布置在任何传输平面或轨道布局中。除了这种标准平面模块外,未来还会推出另一个形状和尺寸都相同的版本,动子托盘可以在这个版本的平面模块上旋转 360°,即无限旋转。可用的动子仅在尺寸上有所不同,因此它们的载荷能力也不相同。它们目前的尺寸范围是 95 x 95 mm...275 x 275 mm,有效载荷范围为 0.4 kg...6 kg。
Uwe Prüßmeier,倍福资深驱动技术产品经理:“XPlanar 通过其自由的功能组合开辟了全新的设备制造途径 — 非接触式产品输送、二维定位以及额外的在三维空间中的运动。”
TwinCAT 软件也是实现系统易用性的核心部分。在这里,主要聚焦哪些方面?
Uwe Prüßmeier:我们的主要目标是确保用户能够了解平面磁悬浮输送系统非常易于控制。在 TwinCAT 中,动子托盘看起来像简单的伺服轴,原则上能够支持所有六个自由度。然而,由于从实际应用来看,并不总是需要具有六轴都可用的灵活性,或者至少在整个 XPlanar 系统中都不需要,TwinCAT 为此提供了一个可以降低这种复杂性的方法。它通过将每个动子表示为一维轴来实现这一点,一维轴能够在其它维度上进行可选的附加移动(例如提升、倾斜和旋转),当一维轴到达加工工位时,这些维度就可用了。这意味着,只需要在最开始时在 XPlanar 传输平面上设置所需的路线或轨道即可,这样可以显著简化操作。
TwinCAT Track Management 在实现复杂运动序列时起着什么样的重要作用?
Uwe Prüßmeier:XPlanar 能够具有卓越灵活性的一个关键因素是它输送产品的能力不仅仅局限于前面提到的单个轨道。您可以定义其它轨道,而且动子可以在它们之间切换。倍福的 TwinCAT Track Management 软件设计用于支持复杂的运动序列,包括能够在同一轨道上超越较慢的动子或在等待区域累积动子,这款用户友好的软件工具可以确保,即便在有多个轨道同时运行的情况下,用户操作起来仍然非常简单。它允许用户定义 XPlanar 传输平面上通向其它设备区域的并行车道、旁道或轨道。Track Management 允许动子通过较短的并行段从一个轨道平滑地切换到另一个轨道。实现所有这些任务都只需要使用一个“切换跟踪”命令即可,用户无需处理产品流的并入和并出或避免碰撞等细节问题。动子也可以完全自由定位,无需跟随任何预设轨道。通过使用 Track Management,只需要将它们发送到定义好的 XPlanar 传输平面空间内的特定坐标上,也就是说,不会有任何与其它动子碰撞的风险。
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