XPlanar平面磁悬浮输送系统:具有六自由度的二维平面运动
XPlanar平面磁悬浮输送系统可以实现最大六自由度的平面移动,开启了产品输送的全新选择。悬浮的XPlanar动子沿着自定义的轨道在自由拼接的XPlanar传输平面模块上方运动。6D产品加工和二维平面输送动态结合在同一个系统中,而且多动子控制可以实现并行输送和单个产品独立运输。XPlanar系统的推出让机械磨损和各种清洁工序成为历史。系统完全集成在标准的TwinCAT软件中,并通过一台工业PC进行控制。倍福基于PC的控制技术在各个行业领域的应用已经相当成熟,使XPlanar成为未来实现经济型批量定制化生产的理想输送系统。
XPlanar的工作原理:悬浮的动子实现非接触式智能运动
XPlanar是一款与旋转电机类似的平面电机,由多个定子、通电线圈(传输平面模块中)和可以移动的永久磁铁(动子中)构成。但与旋转电机不同的是,线圈和永磁体都排列在同一个二维平面上。XPlanar传输平面模块是系统中的电动部件,对线圈通电产生磁场使得动子能够悬浮在传输平面上。动子是无源的,无需供电,特别耐磨损。由于其独特的悬浮效应,输送货物时造成的污染物或杂质不会在整个设备中扩散,并且也不会产生由于摩擦造成的机械磨损和污染颗粒产生。XPlanar系统是一种备受推崇的创新驱动方案,适用于制造和加工行业中的各类产品输送,在一般机械工程以及食品和制药行业中脱颖而出。系统除了具备基本的输送功能之外,还能以微米级精度实现要求极高的定位任务。
XPlanar系统优势:输送和加工整合在同一个系统中
XPlanar智能输送系统不仅结合了传统输送系统的优势,还增加了独特的磁悬浮技术。平面磁悬浮输送系统凭借其悬浮式二维平面产品输送开辟了许多新的可能性。XPlanar动子的移动速度高达2 m/s,重复定位精度高达50 μm。 由于动子完全相互独立地移动,每个产品都可以按照各自定义的路线经过设备。用户可以从无驱动独立控制的自由移动系统中获益,在搬运过程中实现最大的灵活性,可以在一台设备内或在多台设备之间通过任何路线将货物输送到任何地点。除了灵活性之外,XPlanar 还提供直线电机般的动态性能,从而实现各个生产步骤的节拍优化。在很多应用中,XPlanar系统可以取代XY龙门架或机器人,大大降低了设备机械设计的复杂性。此外,独特的360°旋转功能为产品的检测、校准或离心运动提供了更多可能性。
XPlanar系统:即插即用方案开启未来设备设计理念新格局
XPlanar具有系统结构非常紧凑的特点,只需传输平面模块、动子、一台安装有TwinCAT软件的倍福工业PC,以及供电电缆和EtherCAT G即可运行。工业PC通过EtherCAT G与第一个XPlanar平面模块连接。然后,平面模块之间通过EtherCAT G继续通信。单个XPlanar平面模块之间无需交叉通信,并且完全不需要外部电源或专用控制硬件等额外的基础组件。根据倍福基于PC的控制理念,系统由中央工业PC进行控制。这样可以简化XPlanar系统与其它设备部件的协调工作,同时实现过程优化和快速诊断。通过更新工业PC上的中央控制系统软件, 可以很轻松地将新的系统功能集成到现有系统中。
XPlanar传输平面模块:全集成,最大限度提高空间利用率
XPlanar平面模块是XPlanar系统中的全集成驱动组件,它将获取的电能转换为可精确调节的电磁场。这些电磁场可以让XPlanar动子悬浮起来,并引导它们沿着可自由编程的轨道掠过XPlanar传输平面。产生和调节磁场所需的所有组件都集成在每个XPlanar平面模块中,包括线圈组和相应的电力电子元器件,以及位置检测、电源模块和EtherCAT G通信。这种功能高度集成化的设计不仅减少了安装工作量,还显著减小设备占地面积。XPlanar平面模块还可以根据具体的环境要求进行调整。例如,平面模块表面可以贴上塑料薄膜、玻璃板或非磁性不锈钢,以保护平面模块不会沾上液体或清洁剂,或者受到机械冲击。因此,XPlanar系统非常适合用于对卫生要求十分严格的环境中。
XPlanar系统:实现可定制、可扩展的布局
XPlanar传输平面布局可以根据具体的应用需求自由配置,可以轻松实现正方形、长方形、L形甚至环形系统。用户可以在宽度为1个或2个平面模块的直线系统上实现产品的双向输送。直线系统的宽度仅取决于所运行的动子的大小。平面模块和动子可以在初次安装后添加到系统中,以便让XPlanar适应新的应用要求。 对于一些特殊应用,可以通过额外的执行机构从平面模块组中水平或垂直地移除XPlanar平面模块,自由的平面模块排列和扩展为单个XPlanar系统的设计提供了最大的未来安全性和灵活性。同时,通过优化平面模块和动子的配置还可以大大减小系统的占地面积。
XPlanar 动子:动子有 7 种尺寸可选,并且能够耦合,因此支持多种有效载荷
XPlanar动子: 易于清洁,支持多种有效载荷
XPlanar动子是XPlanar系统中可自由移动的磁悬浮无线组件。动子采用了集成永磁体的特殊设计,因此具有出色的悬浮效应,可以自由移动负载。XPlanar动子是无源组件,无运动部件或连接件。其表面非常光滑,没有锐利的边缘,易于清洁。工件运载装置可以通过螺纹孔和预制孔固定在动子上并对齐。对于不同的产品尺寸和重量,倍福可以提供各种尺寸的动子(有效载荷最高4.2 kg)供用户选择。多个动子可以机械耦合在一起或成组运行,以承载4.2 kg以上的有效载荷。在这种情况下,整组的有效载荷能力等于各个动子有效载荷能力的总和。对于封装密度更高的产线,倍福可以提供边长为115 mm的动子。最多可支持4个这种类型的动子在 一个XPlanar平面模块上同时移动。可选的动子识别码可以实现产品追溯,系统启动时无需驶去初始位。无论动子在什么地方,都可以随时全面、清晰地识别每个动子。对于卫生要求非常严格的应用,倍福可以提供具有高防护等级的不锈钢动子。
XPlanar软件:集中控制XPlanar应用
TF5890软件完全集成在标准的TwinCAT环境中,并通过一台中央倍福工业PC控制XPlanar系统的所有功能:图形化的系统配置、实时系统监测、智能轨道规划和高精度位置控制无缝融合于一体。轨道管理系统负责管理动子设定位置:用户定义二维轨道,动子智能地在轨道上移动,同时自动避免碰撞。此外,通过CNC的G 代码或者CAM还可以实现可叠加的复杂6D运动及2D平面运动。由于此软件深度集成到TwinCAT架构中,因此除了XPlanar控制之外,还可以使用倍福基于PC的控制技术中所有人们所熟悉的功能(TwinCAT、IEC 61131-3中的PLC、运动控制、测量、机器学习、机器视觉、通信、HMI)。
XPlanar 适用于大型、模块化系统
通过XPlanar并行计算功能可以将整个设备划分为单独的子系统,每个子系统由一台子工业PC控制,从而能够打造规模更大和更加模块化的XPlanar系统。子工业PC间的通信确保两个子系统之间动子的高动态切换。子工业PC上一级的主工业PC用于控制整个系统的运行。应用编程和诊断功能以及TF5890 XPlanar软件的所有常用功能均可通过主工业PC集中调用。操作人员无需与子工业PC交互,系统即可正常运行。通过这种方式, XPlanar 并行计算功能可以轻松且近乎无限地增加整个系统中的XPlanar动子和平面模块数量。这样不仅能够扩大系统规模,还对设备模块化设计提出了很多令人兴奋的可能性。新的子系统可以在需要时轻松与现有设备机械结合起来,通过调整主工业PC中的程序,即可将子系统就轻松集成到整个设备流程中。
XPlanar应用:适用于所有行业领域的革命性解决方案
XPlanar可以助力各个行业领域实现机械设计的创新。XPlanar平面模块和动子具有出色的卫生性能,因此非常适合应用于食品行业。在电子制造业中,在多达六个维度的自由度和高精度定位能力可以用来取代外部定位系统。例如,粘合剂喷嘴或SMD贴片系统可 以安装在固定位置,而XPlanar动子负责执行所有的定位任务,以完成加工步骤。在制药和实验室环境中,混合材料时,摇动和振动动作可以基于软件、用定义的振幅和频率实现。摇动动作可以与工位间的产品输送运动叠加,这样可以节省时间。XPlanar的这些 系统性能足以颠覆用户以往的设计理念,使用户能以经济有效的方式创造出以往无法实现的设备新方案。
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