磁驅(qū)輸送線作用原理是什么？

磁驅(qū)輸送線基于交變磁場(chǎng)與直線電機(jī)原理運(yùn)作，系統(tǒng)由定子和動(dòng)子構(gòu)成。定子固定在輸送線軌道上，含有按特定規(guī)律排列的線圈繞組；動(dòng)子承載物料，裝配永磁體。

電流通過定子線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與動(dòng)子永磁體相互作用，根據(jù)洛倫茲力定律產(chǎn)生推動(dòng)力，推動(dòng)動(dòng)子沿軌道直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)物料輸送。

（磁驅(qū)輸送線的組件構(gòu)成框架示例圖）

多動(dòng)子：就像一條“磁力驅(qū)動(dòng)的軌道”上跑著很多個(gè)“小車”（動(dòng)子），每個(gè)小車都能獨(dú)立控制位置，加、減速和停止運(yùn)動(dòng)，可進(jìn)行多輛小車在同一條軌道上按照編隊(duì)順序跑動(dòng)。

（磁驅(qū)輸送線控制多動(dòng)子示意圖）

磁驅(qū)輸送線市場(chǎng)應(yīng)用

隨著制造業(yè)向多品種、快交付發(fā)展，單機(jī)設(shè)備的自動(dòng)化水平持續(xù)提升，但產(chǎn)線整體效率往往被“工位之間的傳輸與多個(gè)外部設(shè)備協(xié)同”所限制。

傳統(tǒng)滾輪、皮帶、鏈條等同步輸送存在剛性連接帶來的震動(dòng)、打滑與維護(hù)頻繁等問題，且節(jié)拍容易被處理時(shí)間最長(zhǎng)工位鎖定；擴(kuò)產(chǎn)常通過堆疊重復(fù)工位實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致占地與運(yùn)營(yíng)成本上升。

（傳統(tǒng)輸送系統(tǒng)同步控制示意圖）

為適應(yīng)高速、高精與高柔性的需求，磁驅(qū)輸送線逐步成為主流選擇。但在真實(shí)產(chǎn)線里，輸送只是起點(diǎn)：它須與上下料、加工、檢測(cè)、裝配等工站實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)。

若磁驅(qū)輸送線系統(tǒng)單“跑得快”，并不能提升整線OEE。產(chǎn)線真正的難點(diǎn)在于“到位即加工、邊走邊檢測(cè)、異常分流”的閉環(huán)控制。因此，需要將運(yùn)動(dòng)控制、視覺協(xié)同與安全可靠機(jī)制高度集成，形成面向多工站的一體化解決方案。

多工站同一坐標(biāo)系、同一閉環(huán)、多軸同步控制：在線定位/跟蹤/分流合流/加工一次到位

針對(duì)上述問題，正運(yùn)動(dòng)基于VPLC712機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)開發(fā)了磁驅(qū)多動(dòng)子柔性產(chǎn)線解決方案，以系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化組件自由靈活搭建多種磁驅(qū)多動(dòng)子應(yīng)用方案。當(dāng)前方案采用磁驅(qū)多動(dòng)子接駁線作為運(yùn)載平臺(tái)，集成多個(gè)工作站，運(yùn)送動(dòng)子在各工位之間流轉(zhuǎn)。

▌多動(dòng)子控制?成熟工藝包

正運(yùn)動(dòng)解決方案將機(jī)械手上下料、視覺定位、AI缺陷檢測(cè)、點(diǎn)膠、激光打標(biāo)等常見工藝封裝為可組合工藝包，實(shí)現(xiàn)從單點(diǎn)設(shè)備控制到整線協(xié)同控制與統(tǒng)一調(diào)度。

用戶可通過參數(shù)化配置與切換配方，可快速適配不同規(guī)格、尺寸與類型的產(chǎn)品，并可根據(jù)訂單/計(jì)劃調(diào)整產(chǎn)能更方便，集成周期更短、適配性更強(qiáng)。

運(yùn)行視頻請(qǐng)點(diǎn)擊→正運(yùn)動(dòng)磁驅(qū)多動(dòng)子柔性解決方案設(shè)備運(yùn)行視頻

方案實(shí)現(xiàn)原理

VPLC712作為磁驅(qū)多動(dòng)子輸送線控制器，統(tǒng)一執(zhí)行多動(dòng)子運(yùn)動(dòng)控制，并與各工位設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。多動(dòng)子驅(qū)動(dòng)用標(biāo)準(zhǔn)直線電機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)編碼器反饋，控制器經(jīng)EtherCAT總線連接伺服驅(qū)動(dòng)器，控制定子線圈電流形成行進(jìn)磁場(chǎng)，與動(dòng)子永磁體矩陣作用產(chǎn)生推力，實(shí)現(xiàn)動(dòng)子在接駁線、環(huán)形軌道及多軌道拓?fù)渲凶杂蛇\(yùn)行與精準(zhǔn)?？?。

方案同時(shí)還可控制脈沖伺服/步進(jìn)驅(qū)動(dòng)裝置（如皮帶傳動(dòng)裝置、搬運(yùn)系統(tǒng)等），減少硬件資源重復(fù)投入，使上下游工作站無縫集成，有效簡(jiǎn)化工藝流程。

▲ 正運(yùn)動(dòng)磁驅(qū)多動(dòng)子柔性解決方案拓?fù)鋱D ▲

集成了控制磁驅(qū)多動(dòng)子所需核心功能

豐富的運(yùn)動(dòng)控制、IO控制、視覺、通訊功能，從同步定位到多工站集成控制。

采用標(biāo)準(zhǔn)EtherCAT接口，32軸冗余同步周期125us。

每個(gè)動(dòng)子獨(dú)立控制，支持單獨(dú)或成組編隊(duì)實(shí)現(xiàn)同步/異步移動(dòng)，并在分岔/合并點(diǎn)自由地切換軌道。

通過標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)組件與功能實(shí)現(xiàn)自由擴(kuò)展，可滿足需快速創(chuàng)建簡(jiǎn)單程序和裝配應(yīng)用。

用戶可擴(kuò)展自定義算法，通過開放式軟件架構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)附加外設(shè)設(shè)備模塊的控制。

可通過RTSys IDE開發(fā)環(huán)境，進(jìn)行C語言編譯程序運(yùn)行。

兼容多種編碼器協(xié)議及類型。

具備故障追蹤與自主避碰監(jiān)測(cè)功能。

提供多動(dòng)子C++ API函數(shù)使用文檔。

方案支持的磁驅(qū)線體布局形式

01.標(biāo)準(zhǔn)線性磁驅(qū)傳輸線

02.接駁型磁驅(qū)傳輸線

在配備多工位的生產(chǎn)系統(tǒng)中，磁驅(qū)輸送線通過接駁段使動(dòng)子移動(dòng)到其它磁驅(qū)線導(dǎo)軌上，連接支線工位（上下料、加工、檢測(cè)等）與主線，實(shí)現(xiàn)動(dòng)子在主、支線間平滑切換和循環(huán)調(diào)度。

適用于多工位、節(jié)拍不均或需分流/回流的產(chǎn)線場(chǎng)景：動(dòng)子按規(guī)定路徑進(jìn)入指定工位?？慷ㄎ缓蠓祷刂骶€流轉(zhuǎn)；同時(shí)支持單循環(huán)/雙循環(huán)等運(yùn)行模式，確保生產(chǎn)線周期時(shí)間一致且無等待時(shí)間，充分利用各工位最大循環(huán)速率，提升吞吐量，同時(shí)保持產(chǎn)線柔性與可擴(kuò)展性。

水平接駁

上下接駁通過升降裝置將電機(jī)在工藝段末端的動(dòng)子垂直輸送至另一運(yùn)輸層級(jí)。

水平接駁+傳送帶回流

矩形多軌道輸送：多X多Y方式

注意：如有其它布局需求，如“圓弧段環(huán)形布局”等形式， 可聯(lián)系正運(yùn)動(dòng)基于原有磁驅(qū)輸送系統(tǒng)上進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試并封裝。

方案磁驅(qū)多動(dòng)子流程

當(dāng)前軟件方案采用正運(yùn)動(dòng)RTSys軟件為基礎(chǔ)，MotionRT750實(shí)時(shí)內(nèi)核為EtherCAT總線核心，通過導(dǎo)入的磁驅(qū)多動(dòng)子函數(shù)庫，實(shí)現(xiàn)磁驅(qū)多動(dòng)子的各種定位運(yùn)動(dòng)控制與接駁過渡和防碰撞算法控制。

RTSys軟件的API接口可以支持客戶使用各種環(huán)境與上位機(jī)語言進(jìn)行視覺與運(yùn)動(dòng)控制項(xiàng)目代碼的編程、測(cè)試、調(diào)試與配置，實(shí)現(xiàn)自定義上位機(jī)和顯示界面、操控界面的開發(fā)。

一、機(jī)器視覺運(yùn)動(dòng)控制一體機(jī)VPLC7系列

可選4-64軸運(yùn)動(dòng)控制（脈沖+EtherCAT總線），EtherCAT最小通訊周期250us；

內(nèi)置強(qiáng)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制內(nèi)核MotionRT750，支持第三方視覺軟件；

板載20路通用輸入（其中VPLC711的10路和VPLC712的8路為高速輸入），20路高速輸出；

基于x86架構(gòu)的EtherCAT總線視覺運(yùn)動(dòng)控制器，支持脫機(jī)運(yùn)行，內(nèi)置豐富的視覺和運(yùn)動(dòng)控制功能，大幅簡(jiǎn)化配置流程；

支持EtherCAT冗余功能，解決單點(diǎn)故障停機(jī)，自動(dòng)診斷并持續(xù)運(yùn)行，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性，簡(jiǎn)化維護(hù)工作；

提供一體化開放式IPC形態(tài)的實(shí)時(shí)軟控制器/軟PLC集成的視覺+運(yùn)動(dòng)控制解決方案。

二、強(qiáng)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制內(nèi)核 - MotionRT750

x86架構(gòu)Windows/Linux系統(tǒng)下獨(dú)占CPU內(nèi)核的運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)內(nèi)核。

支持多達(dá)254軸的高精度運(yùn)動(dòng)控制，控制周期可低至125us，顯著提升設(shè)備性能，助力產(chǎn)能提升至少20%。

單條指令的交互時(shí)間為1-3us，相較于傳統(tǒng)的PCI/PCIe、網(wǎng)口等通訊方式，速度提升了10-100倍以上。

搭載環(huán)形冗余架構(gòu)，確保非故障從站持續(xù)保持正常EtherCAT通信，可顯著提升系統(tǒng)可靠性與運(yùn)行穩(wěn)定性。可有效杜絕EtherCAT通訊故障導(dǎo)致的產(chǎn)能損失。

當(dāng)Windows因病毒入侵、硬件異常插拔或驅(qū)動(dòng)沖突導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制實(shí)時(shí)內(nèi)核 MotionRT750仍可持續(xù)運(yùn)行,且急停功能仍然保持有效，提供充分響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行事故處置，顯著提升工業(yè)控制安全性與可靠性。

正運(yùn)動(dòng)技術(shù)專注于運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究和通用運(yùn)動(dòng)控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)，是國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。正運(yùn)動(dòng)技術(shù)匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅(jiān)持自主創(chuàng)新的同時(shí)，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究，是國(guó)內(nèi)工控領(lǐng)域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國(guó)內(nèi)少有、完整掌握運(yùn)動(dòng)控制核心技術(shù)和實(shí)時(shí)工控軟件平臺(tái)技術(shù)的企業(yè)。主要業(yè)務(wù)有：運(yùn)動(dòng)控制卡_運(yùn)動(dòng)控制器_EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制卡_EtherCAT控制器_運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)_視覺控制器__運(yùn)動(dòng)控制PLC_運(yùn)動(dòng)控制_機(jī)器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運(yùn)動(dòng)控制卡等等。

審核編輯 黃宇