在最近的一次播客采访中,我们有幸与倍福自动化的Jeff Johnson谈论了直线电机输送机(也称为智能运输系统)以及倍福的平面电机系统XPlanar。听:
直线电机输送机(在许多情况下,区别为线性运输系统)可以是一个昂贵的但复杂的选择材料和离散的产品运输。需要明确的是,大多数线性运输系统包括线性以及弯曲和波动部分,以关闭物料处理电路。一些这样的系统上的搬运工可以彼此独立或成群地沿着各种可定制的轨道系统旅行。该系统具有较高的动态性和精度,在开窗和转向应用中具有优异的表现。大多数智能运输系统并不是为了取代其他运输系统而设计的,但它们的可追溯性可以减少每个操作所需的扫描次数。
这是因为在系统控制中,移动器映射为单独的伺服轴……所以没有丢失。在传统架构中,这种可追溯性可能需要非常多的扫描仪,这就是智能交通系统值得某些设计的原因。这里有更多关于这方面的信息,来自我们与约翰逊的播客……
COVID扩展了XTS的使用:罗氏最近开发了一种新机器来执行具有成本效益的测试和监测医疗设备的制造-并选择基于倍福XTS,因为他们需要一个紧凑而灵活的系统。甚至在最初的机器构建之前,工程师们就知道会有设计上的变化需要快速开发——所以工程师们希望确保构建具有灵活性。这将使他们的系统随着需求的变化而变化。
直线电机输送机(也称为智能轨道或线性运输系统)适用于高速和定位精度的物品移动。
传统的旋转索引系统要求工程师事先知道操作的工位数量,因为他们每次将零件索引到一个工位。不幸的是,一个有八个工位的旋转分度机在一个需要九个工位的操作中是行不通的,所以工程师们不得不重新设计他们的旋转分度机。
相比之下,智能交通系统在轨道周围有足够的空间,可以很容易地容纳更多的车站,并有效地为它们提供异步运动服务。换句话说,站与站之间的索引可以是不同的(并且包括可能以不同速度运行其进程的站之间的缓冲区)。在某些情况下,安装可以包括多个同一类型的工作站,这些工作站执行相对较慢的流程,以直接实现机器吞吐量的翻倍。
各种伺服电机驱动站可与XTS配合使用:更具体地说,倍福传输系统允许控件将每个移动器注册为一个轴-就像任何其他标准运动轴一样,使用运行传统轴时使用的相同库和运动函数和凸轮软件进行编程。XTS还内置了一个避免移动碰撞的功能,所以工程师不需要编程。相反,他们只是简单地设置了搬运工之间的间隙,无论这些搬运工去哪里,系统都会保持这种间隙。为了与工作站功能协调,XTS可以与其他轴对齐,反之亦然——它形成了一个紧密耦合的系统,因为一切都是在TwinCAT软件环境中编程的。
因为所有东西都作为一个同步系统运行——而不是通过一些协议进行大量来回通信的独立机器子系统的阵列——整个安装可以更快,因为所有那些10到20毫秒的异步通信延迟都消失了。在大型组装机或快速处理的大型机器中,这些10到20毫秒的通信延迟真的会累积起来。
倍福用于直线运动的机电扩展传输系统(XTS)目前已安装在1200多个实际应用中。
其他应用示例:罗氏机器是一种典型的装配机器,因为它需要对组件(在一个或多个xts上)进行校准,并进行全程检查。想想罗氏的机器,它用两个组件组装信用卡大小的医疗设备——两个组件都含有精密材料。首先,基于xts的系统将组件带到一个工位,然后在第二个工位进行冲孔和圆角加工。接下来是专门的光学检查,然后最后一个工作站将设备粘合在一起并贴上标签。所有这些都是耗时不同的异步过程。特别是使用多个XTS轨道时,搬运工可以在不同的位置移动不同的距离,并且可以并行而不是串行地执行作业,从而获得了真正的灵活性和吞吐量。
相关:倍福自动化的XTS智能运输系统的卫生版,旨在制药,生物技术和食品和饮料环境
关于使用运输系统来取代索引器和输送机……乍一看,扩展运输系统确实类似于传统的带移动器的输送机。然而,随着机器制造商重新考虑他们的设计,他们已经开始围绕XTS构建各种操作,以利用更小的占地面积和异步运动。
如前所述,线性运输系统(如XTS)可能比传统选择更昂贵,尽管在某些情况下,这种成本是合理的。例子:在包装,一个XTS的好处是它的异步运动-这与旋转式填料的刚性同步运动形成对比。前者允许使用线性填料-因此,而不是有一个大的旋转分度表的加油站,XTS允许分度到多个灌装头。此外,当产品静止不动时,要比在索引表上旋转更容易称重。这意味着XTS可以实现更准确的填充。XTS的最后一个好处是机器占地面积更小,因为XTS不像旋转索引表那样在中间有很大的空白空间。
最先进的:平面电机
在我们的采访中,我们还与约翰逊聊了聊倍福XPlanar——这是一种相当迷人的新技术,在贸易展上经常吸引人群——至少在大流行没有导致此类活动取消的情况下。平面电机利用其电机的电磁特性来移动和悬浮负载,这就是为什么它们偶尔被称为磁悬浮(磁浮)级。
在许多情况下,平面电机包括线圈在固定瓦和磁铁在其自由浮动的动力。这使得移动设备不受冷却、控制和电源连接的束缚。平面电机的特殊功能包括无限倾斜和旋转移动的能力。
这项技术是在21世纪初开发出来的,但到目前为止还没有实际应用于现实世界。但倍福公司(Beckhoff)的一系列平面电机产品XPlanar系列)目前正在制作中。
关于XPlanar发布的公告:倍福XPlanar公司推出无接触飞行运动技术
一些平面电机保持可追溯性,同时提供无限多的路径,产品或包装可以旅行……悬浮磁性搬运工与六个运动度高达5毫米平面电机瓷砖-为非接触式操作。
一些实际应用可能很快就会使用平面电机。根据约翰逊的说法,XPlanar和所有的平面电机都是非接触式的移动装置(也被称为瓦片或冰球),可以悬浮并进行六度运动。这意味着这些冰球可以在X、Y、Z、旋转和倾斜方向上移动。从并行执行任务(而不是单链串行执行任务)中受益的应用程序将从基于xplanar的设计中受益最大。对于输出批量为1的操作尤其如此。
考虑实验室自动化处理许多COVID测试瓶-或者实际上涉及小瓶的任何类型的测试。根据所涉及的流程,小瓶可能需要送到不同的站点,甚至不同的测试设备。这种使用xplanar系统的实验室装置可以以最大的效率和准确性将小瓶从一个站带到另一个站。此外,它们非常灵活,这(正如COVID教给自动化行业的)很重要。毕竟,2月份对COVID的了解与现在完全不同。设计疫苗生产和测试机器的工程师可能几个月前就开始设计他们的设备了。参与这种动态的全球努力并基于XTS和XPlanar的机器可以迅速适应最终产品的样子。
约翰逊报告说,基于XPlanar的设计确实存在,Beckhoff在上次SPS上展示了XPlanar在一台等离子体处理机上的应用,该机器由德国Verl的机器制造商制造。还有几家欧洲原始设备制造商正处于基于XPlanar的机器的最后概念验证设计阶段,包装设计也即将开始。
我们在采访结束时谈论了贝克夫技术帮助机器所有者(和机器制造商)改造以应对COVIDGinolis是快速测试设备的制造商.Ginolis创建了模块化工作单元,通过倍福技术,该公司的工程师能够快速为COVID重新部署一些机器。Johnson报告说,一些原始设备制造商已经这样做了——把封存的机器,剥离所有旧的控制系统,用倍福的组件取而代之。一家这样做的机器制造商在两周内就进行了概念验证,并得到了管理层的批准。马上又订购了十几台新机器。
当新冠肺炎刚刚出现时,灵活和模块化的机器和软件的先见之明是非常明显的。模块化使得获取工作单元并快速改变其运动或过程变得非常容易。关键是要在一开始就把东西设计成模块化,以便对未来的市场变化做出快速反应。毫无疑问,这种模块化和快速的机器设计将继续是推进COVID检测、治疗和预防的关键。