以柔性磁驱输送, 重塑工业自动化生产新生态 ——访无锡敏行智控系统有限公司总经理 贾清

共读科技 20250609

  • 工业自动化生产
在无锡敏行智控系统有限公司成立之初,就明确了“无技术、不产品;先技术、后产品”的企业发展思路,在磁悬浮输送系 统这一热点市场上,敏行智控坚持从各个核心技术环节出发,以提高产线效率为目标,深度聚焦各种应用场景的实际需求,专注 运动控制驱控算法的研究,用开放、合作的心态与产业链上下游伙伴携手,全力推动磁悬浮输送技术实现规模化普及应用。


        

  柔性输送的新变革

  沉浸制造业多年的贾清有过事业上 的高光时刻,也深知坚守实业的不易, 却始终怀抱一份制造情怀,保持着对产 业趋势的敏锐观察力。在一次机缘巧合 下,贾清接触到磁悬浮输送技术,在经 过认真的研究和市场调查后,看好这项 技术在中国制造柔性化、数字化、智能化 发展中所具有的巨大潜力,最终,他选择 了这一新赛道——开启了又一程征途。

  “磁悬浮输送技术作为工业自动化 领域的重大革新,正在重塑现代生产体 系的底层逻辑,”贾清说,“尤其是在当 前柔性化制造需求激增的产业背景下, 其技术价值愈发凸显,相较于传统的传 送带、滚轮等机械输送方案,这项技术 通过磁场精准控制,实现了物料输送范 式的根本性变革,因而正逐步成为智能 工厂的核心输送模块。”

  以柔性化生产场景为例,他进一步 分析道,磁悬浮系统的技术优势可以为制造企业带来多项竞争力:一是,其模块化架构可支持产线动态重构,通过软 件配置即可实现生产单元的瞬时切换, 使多品种、混线生产和小批量定制化制 造的边际成本显著降低;二是,磁悬浮 输送系统的微米级定位精度,消除了传 统机械传动中的各种误差,不仅省却了 二次定位环节,而且大幅度提升了产品 的良品率;三是,其最高动态加速性能 较传统方式提升4倍,配合智能调度算法 可使整体产能提升2-3倍,且紧凑型结构 设计可使单位面积产能密度提升60%; 四是,基于系统电磁直驱原理的无磨损 运行特性,使得设备维护周期可延长3-5 倍,大大提高了生产的连续性。

  更为重要的是,磁悬浮输送系统的 数字化“基因”完美契合了工业4.0时代 的生产需求——它的每个输送单元都可 作为一个物联网节点,实时上传位移、 速度等多项运行参数,为工厂数字“孪 生”系统提供可靠的底层数据支撑,而 这些也令其在未来智能制造领域拥有广 阔的应用前景。

  正基于此,2021年底,敏行智控正式进入磁悬浮输送市 场,在短短几年时间里,采用独立绕组的动态分段直线电机磁 悬浮输送技术,公司陆续推出了MiTS-LV/LH环形线、MiTS-CH 接驳线、MiTS-H重载线、MiTS-SLV分流合流线、MiTS-ILH一 体式磁悬浮输送线等一系列重磅产品,且被成功应用在3C手 机、微型摄像头模组装配/检测/贴膜/包装等关键制程、新能 源动力电池模组激光焊接输送、医疗及制药理瓶/灌装/贴标/ 检测等流程、食品饮料超洁净灌装、多动子协同运动烟草包装 等生产场景中,让更多不同行业的制造企业真正领略到了磁悬 浮输送系统这一新质生产力的优势和魅力。

  按需而制成为关键

  众所周知,磁悬浮输送系统在开发中的定制化成分较高, 这就要求厂商对于应用场景必须有较深刻的理解,并且作为整 体自动化产线中的一环,磁悬浮输送系统与外部机构也需要达 到较高的适配度。为此,敏行智控提出了“按需而制”的开发 思路,即从客户的实际使用需求及敏行自身的技术特点,来定 义、规划和设计产品,精准解决客户“痛点”,为他们带来更 柔性、高效、智能、可靠及性价比更高的磁悬浮输送方案,全 力推动这项技术实现规模化普及应用。

  贾清表示道:“磁悬浮输送市场还处于发展的初期阶段, 特别是在某些新的应用场景中,很多用户可能对自己的需求 都不是太清晰,或者会在项目实施的过程中不断提出新的应 用要求,对于这种状况,我们非常理解,也很乐意和客户一起 努力,把应用场景‘吃透’,利用我们在磁悬浮输送领域的开发 经验,为他们提供各种优化方案;另一方面,产线是以效率为上,因此磁悬浮输送系统要能够与外部的加工机构实现协同、 匹配,以达成整体产线的效率提升,这也是目前在市场开拓中 最难啃的一块‘骨头’,敏行智控以开放的心态,愿意和更多优 秀的产线集成商合作,结合他们在非标定制方面的强项,以及 我们的磁悬浮输送核心技术,共同促进柔性制造产线的应用 推广。”

  例如,在酒水饮料、日化用品、制药等行业的灌装、理瓶 生产环节,客户通常要求能够根据加工件的形状、大小、重量 和包装规格等,迅速而灵活地调整动子的速度、位置和间距, 以提高输送的效率和质量。针对这类应用需求,敏行智控新推 出的环形理料线运用多动子协调运动控制技术,具备动子同步 跟踪功能;同时,构建出基于EtherCAT总线的多主站—多从站 分布式架构的实时运动控制平台,采用多动子运动轨迹规划、 防撞、动态循环队列等技术,实现了多动子独立、分组、接驳 等动态实时控制功能,进一步增强了产线的柔性度、高效率和 良品率。

  此外,为了应对越来越多半导体芯片、医药制造等特殊场 景提出“传输+加工”的整合需求,敏行智控MiTS磁悬浮柔性 输送系统通过集成式设计,使动子在运动中兼具非接触供电、 无线通信和气压控制功能,令每一个动子都成为了一个独立 的工作站,在输送的同时完成物料吸取、释放及旋转移动等动 作,从而尽可能为生产提供更灵活、高效且紧凑的解决方案。

  值得一提的还有敏行智控一体式高防护输送线,它将驱 动、控制、电机、传感器等单元集成在一起,设备搭建简化、 快速,无需外部连线,且防水、防腐、防尘、防爆,大幅降低 了安装、维护及调试的工作量;据了解,这款产品也是敏行智控面向海外市场的一次尝试,目前产品的相关认证和各项准备 工作也在有条不紊的进行中。

  专注运控底层技术

  在整体磁悬浮输送线中,运动控制驱控算法是保证系统 运行效率、精确度、安全稳定性的重要因素——在敏行智控看 来,磁悬浮输送系统的技术核心并不仅限于硬件部分,而是更 多的在于驱控算法等软实力上。

  “我们把公司定位放在了对智能控制、驱动、感知、实时 通信等运动控制系统核心底层技术的研发上,磁悬浮输送系统 只是其中的一个应用场景,未来敏行智控一方面会大力拓展 ‘运动控制+磁悬浮输送’在各个具体生产现场的应用规模;另一 方面,我们也会推出更多针对高端装备行业的运动控制产品方 案。”贾清说道。

  实际上,敏行智控的这一定位与其雄厚的技术研发背景有 着紧密的联系。敏行智控地处无锡,公司技术研发团队的领军 人就来自当地的中国航发动力控制系统研究所,这是一家在航 空发动机控制以及电子控制器、控制软件领域均处于国内领先 地位的研究机构;除此之外,敏行智控与哈尔滨工业大学等国 内多家工科顶级高校均保持着密切的合作关系,这些都成为了 敏行智控能够专注于运动控制驱控算法研究的重要资源。

  得益于在运动控制领域的辛勤耕耘,近年来,采用高带宽 SVPWM、预测电流控制、自适应位置控制、推力波动补偿等 技术,敏行智控MiTS磁悬浮输送系统实现了多动子、高速度、高精度定位控制功能。尤其是在磁悬浮输送系统电磁变轨技术 的开发上,敏行智控运用一种磁吸约束的双面磁钢动子结构, 结合电磁分离技术,实现了动子运动过程中的动态变轨,可支 持输送路径多轨道流动的分流/合流智能切换,轻松应对检测 NG处理、多品种共线生产、混合包装等各种柔性生产场景, 为磁悬浮应用创造出更多的可能性。

  与此同时,聚焦高端装备市场,敏行智控加快了产品迭代 的速度,推出了具备差异化特色的运动控制新品。在敏行智控 最新发布的ZR力控模组中,将驱动、控制、执行三大系统整 合于单一模块里,并且将直线运动和旋转运动集成在一个执行 器中,凭借精确力控补偿技术,以及线性差值补偿算法,确保 执行器能够稳定实现直线重复定位精度达±2μm,旋转重复 定位精度达±0.02°,满足了半导体芯片高端贴装工艺的升级 需求。

  谈到磁悬浮柔性输送技术的未来发展,贾清认为,磁悬 浮输送技术是工业产线向智能化、柔性化转变的“基石”,应 用需求会更加多元化,并朝着更高精度、更大推力、动子更密 集、更高防护等级等方向迈进。敏行智控,正脚踏实地,夯实 各个核心技术环节,加大对平面磁悬浮等前沿技术的储备, 在这一新兴市场上与更多同行一道,通过更多样化的磁悬浮输 送示范项目,开拓更多应用场景,把磁悬浮输送市场这个“蛋 糕”做大,重塑工业自动化生产新生态,为中国制造柔性化、 智能化时代贡献自己的力量。

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