新一代磁懸浮輸送線 助力柔性、智能生產(chǎn) ——訪LS電氣事業(yè)戰(zhàn)略部總監(jiān) 田哲昊
文:劉恒2023年第二期
導語:磁懸浮輸送系統(tǒng)是直線電機的一種應用模式,借助直線電機本身所具有的高速、高精度特點,結合精密的運動控制技術,能夠輕 松實現(xiàn)柔性化、智能化生產(chǎn),大幅提升加工節(jié)拍,提高輸送效率和生產(chǎn)產(chǎn)能,幫助客戶節(jié)省整套產(chǎn)線的投資成本,極大地滿足制 造企業(yè)日益增長的產(chǎn)品輸送需求。
磁懸浮輸送系統(tǒng)是直線電機的一種應用模式,借助直線電機本身所具有的高速、高精度特點,結合精密的運動控制技術,能夠輕 松實現(xiàn)柔性化、智能化生產(chǎn),大幅提升加工節(jié)拍,提高輸送效率和生產(chǎn)產(chǎn)能,幫助客戶節(jié)省整套產(chǎn)線的投資成本,極大地滿足制 造企業(yè)日益增長的產(chǎn)品輸送需求。
隨著中國經(jīng)濟邁入高質(zhì)量發(fā)展階段,國內(nèi)制造業(yè)對自動化設備及生產(chǎn)線的需求越來越強烈。磁懸浮輸送系統(tǒng)憑借著自身獨特優(yōu) 勢,被越來越多的制造業(yè)企業(yè)所接受。近期,我刊采訪到LS電氣事業(yè)戰(zhàn)略部總監(jiān)田哲昊先生,請他詳細介紹了磁懸浮輸送系統(tǒng)的 技術特點與應用現(xiàn)況,以及LS電氣開發(fā)的X-Trak磁懸浮輸送系統(tǒng)的最新發(fā)展動向。
LS 電氣事業(yè)戰(zhàn)略部總監(jiān) 田哲昊
自2 0 1 8 年年底成功開發(fā),到 2019年推出DEMO樣機,并于同年 在上海工博會隆重展出,LS電氣的這 款X -Trak磁懸浮輸送系統(tǒng)一經(jīng)面市, 就旋即獲得了市場的高度關注,并獲 得了頭部企業(yè)的青睞,接到了一些鋰 電池設備企業(yè)的合作意向。然而由于 2020年全球疫情的爆發(fā),中國區(qū)項目 不得不暫停,但X -Trak在韓國本土卻 很快開花結果,據(jù)介紹,目前X -Trak 磁懸浮輸送系統(tǒng)已被成功應用在三星 電子、LG等韓國企業(yè)的一些大型生產(chǎn) 項目上。
2022年下半年,隨著疫情管控的 逐步放開,LS電氣重新開啟了X -Trak磁懸浮輸送系統(tǒng)在中國市場上的開拓步 伐,迅速與國內(nèi)幾家鋰電池頭部企業(yè)建 立起合作關系,將這一新型的輸送線技 術引入至鋰電池生產(chǎn)領域。
模塊化靈活設計
LS電氣開發(fā)的這款X-Trak磁懸浮輸 送系統(tǒng),最大的特點在于獨立式設計, 它基于直線電機技術原理,輸送線由定 線圈和動磁鐵所組成,動子(Mover) 在上,模塊(Module)在下,動子由 托盤加磁鐵構成,模塊由線圈與傳感器 構成,動子無需線纜牽引,每個模塊線 圈(電機)都通過EtherCAT通信協(xié)議 與伺服驅(qū)動器相連接,實現(xiàn)對動子的實 時、獨立控制, 這種設計理念給用戶帶 來了極大的便利。
田哲昊先生介紹道:“和其他廠商 一般在底部采用一整套連續(xù)的無鐵心直 線電機不同的是,我們的X-Trak磁懸浮 輸送系統(tǒng)能夠同時移動多個載體,且各 個載體均可單獨控制,這使得每個動子 上的工件托盤、載體都可以單獨運動, 動子之間可彼此分離,沒有物理限制, 大大有利于根據(jù)不同項目中產(chǎn)線工位的 設計要求,來靈活、安全地實現(xiàn)各種復 雜的生產(chǎn)運動模式。”
這樣一來,企業(yè)就可以根據(jù)產(chǎn)線工 藝設計的不同需求,將這款X-Trak磁懸 浮輸送系統(tǒng)應用在不同的場景中,而無 需再像傳統(tǒng)輸送系統(tǒng)那樣需要大量布線 來滿足生產(chǎn)線的布置需求。
以鋰電池生產(chǎn)為例,這也是目前 LS電氣X-Trak磁懸浮輸送系統(tǒng)重點開拓 的應用市場,在這一細分領域中,現(xiàn)階 段,各個鋰電池企業(yè)的生產(chǎn)線設計都各 不相同,非標定制化需求較大,例如有 的只需要單純用做輸送線、有的需要接 入位置識別系統(tǒng)或是工程管理系統(tǒng)、有 的需要接入機器視覺系統(tǒng)來篩選良品/ 不良品、有的需要連接物流倉庫、還有 的則要求接入某些加工工藝(如電池正 負極焊接等)。面對如此多樣化的應用 需求,獨立控制、靈活組裝的模塊化結 構,無疑成為了X-Trak磁懸浮輸送系統(tǒng) 贏得市場先機的有力砝碼。
另一方面,為了滿足新能源汽車 鋰電池生產(chǎn)中對大負載的特殊需求, X -Trak磁懸浮輸送系統(tǒng)的負載范圍為 1- 1000kg,產(chǎn)品線最大容量為15kW, 40kg負載條件下的最大速度可達2m/ s、加速度可達1. 5G,重復定位精度為 ±10μm。 同時,不同于大多數(shù)廠商一 般是按照底部電機的長度來計算系統(tǒng)價格,據(jù)介紹,X-Trak系統(tǒng)則基本上是按照產(chǎn)線工藝設計的模塊 數(shù)量來計算售價,令整體系統(tǒng)的性價比優(yōu)勢更為明顯,且在鋰 電池設備市場上也更具有競爭力。目前,LS電氣X-Trak磁懸浮 輸送系統(tǒng)在鋰電池制造、測試、物流、組裝、檢測、焊接等多 個環(huán)節(jié)均有成功的應用實例。
控制技術是關鍵
實際上,磁懸浮輸送系統(tǒng)并非新生事物,但自這類技術方 案面市以來,由于其在設備投資上要遠高于傳統(tǒng)的機械鏈道和 皮帶傳送線,因此在大多數(shù)人的心目中一直都是“高大上”的 存在。
伴隨著當前工業(yè)4.0、“中國制造2025”等各國制造業(yè)快 速升級的步伐,制造企業(yè)對精密化、柔性化、智能化的要求日 漸升高,在這一趨勢下,磁懸浮輸送線的應用價值被越來越多 的產(chǎn)業(yè)人士所認知和認可。
采用傳統(tǒng)的機械鏈道或皮帶傳輸方式,在工作站設計、生 產(chǎn)節(jié)拍和產(chǎn)能效率等方面都有難以避免的缺陷,而運用以LS電 氣X-Trak磁懸浮輸送系統(tǒng)為代表的新型傳輸模式,在產(chǎn)線設計 上更為靈活,更為重要的是,結合精密的運動控制技術,能夠 輕松實現(xiàn)柔性、智能生產(chǎn),大幅提升加工節(jié)拍,提高輸送效率 和生產(chǎn)產(chǎn)能,因而從整體產(chǎn)線的角度來看,系統(tǒng)的總體投資效 益更具優(yōu)勢——從中也可見,控制技術是磁懸浮輸送系統(tǒng)的重 中之重。
“磁懸浮輸送系統(tǒng)除了硬件要求之外,關鍵之處在于控制 技術,” 田哲昊先生指出,“LS電氣在韓國工控自動化行業(yè) 一直處于領先位置,公司從上世紀80年代開始自主研發(fā)PLC、 運動控制技術,擁有豐富的控制系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗;再加上最近幾 年我們的X-Trak磁懸浮輸送系統(tǒng)在韓國一些大型顯示面板、鋰 電池、物流生產(chǎn)項目中獲得了成功應用,因此這些也是目前很 多中國鋰電池頭部企業(yè)選擇與LS電氣合作的重要原因之一?!?/p>
在X-Trak磁懸浮輸送系統(tǒng)的控制部分,整體系統(tǒng)控制使用 的是專用控制器XGT系列高性能PLC,運動控制部分使用的是 LSMMT-E32A/C系列運動控制器,伺服部分采用的是L7MMT 系列匹配動定子(Module& Magnet)模塊,動子運動既可 以多動子單獨控制,也可以同時控制,控制方式更加多樣化。 除此之外,方便易用也是X -Trak控制系統(tǒng)的另一大特點,在 編程方面以邏輯化、模塊化為重點,LS電氣的韓國研發(fā)所能夠及時根據(jù)客戶的使用需求, 快速反饋修改, 將控制程序以 打包封裝的方式, 為客戶提供滿足應用要求的控制功能模塊 (Function Block),客戶只需要簡單設置好參數(shù)就可以直接 調(diào)用,大大加快了產(chǎn)線建設的時間周期。
針對X -Trak磁懸浮輸送系統(tǒng),從去年下半年起LS電氣加 大了在中國市場上的推廣力度,部分韓國技術人員被派常駐中 國,協(xié)助開發(fā)本地市場,公司總部集中全力保證對中國市場的 供貨,交貨期要求從客戶下單到工廠出貨在1個月左右;與此 同時,LS電氣中國區(qū)的工程人員也早已派至韓國總部進行技術 培訓,為未來項目的落地實施做準備。據(jù)透露,近期LS電氣在 中國市場的第一批X-Trak磁懸浮輸送系統(tǒng)鋰電池項目訂單即將 落定。
根據(jù)專業(yè)研究機構睿工業(yè)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,至2025年,中 國磁懸浮輸送線市場將以每年30-40%的增速成長,其中主要 增長點來自鋰電池、3C電子、汽車、醫(yī)療等重點行業(yè)。尤其是 在鋰電池生產(chǎn)領域,當前一批中國鋰電池企業(yè)已經(jīng)走在了世界 前列,產(chǎn)能占到全球市場的大部分份額,在激烈的規(guī)?;偁?中,對柔性、智能產(chǎn)線的需求上升,市場蘊育巨大潛力。
順應趨勢,LS電氣將與中國本地集成商一道,以磁懸浮輸 送系統(tǒng)等新技術、新產(chǎn)品為抓手,全方位助力中國制造邁上新 臺階。
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