追光向上: 先進制造的挑戰(zhàn)與破局

文:編輯部2024年第三期

導語:3月30日,中國傳動網(wǎng)聯(lián)合ITES深圳工業(yè)展,重點瞄準“AI+機器人+磁懸浮輸送柔性制造”、“直驅技術與機床應用”兩大熱門 議題,于今年ITES展舉行之際同期舉辦了主題為“追光向上:先進制造的挑戰(zhàn)與破局”的技術發(fā)展論壇活動。近十場高能演講,匯 集業(yè)內(nèi)主流企業(yè),探明更加豐富的應用場景,將相關產(chǎn)品深度融入實體經(jīng)濟,加速產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展,助力成為高質(zhì)量經(jīng)濟增長 的重要引擎。

  Subject 1:AI+機器人+磁懸浮 輸送柔性制造


人形機器人


  在上午的“AI+機器人+磁懸浮輸送柔 性制造”專場中,美的集團高創(chuàng)傳動科技 開發(fā)(深圳)有限公司行業(yè)應用開發(fā)經(jīng)理況云龍重點介紹了公司高性能伺服驅 動器CDHD2S、BD3系列交流伺服系統(tǒng)、 smartPX多合一驅控一體機、國內(nèi)自研的 SP2N系列PLC等產(chǎn)品線的開發(fā)動向。其中,CDHD2/CDHD2S系列伺服帶閉環(huán)壓力 控制,內(nèi)置龍門功能,支持雙編碼器,采 用HDM頻域分析高級控制算法,可適配多 種電機類型,多種反饋方式,接口豐富。 目前,高創(chuàng)運控產(chǎn)品線已在自動劃片機、 高精度柔印打樣機、合金鎢絲拉絲機、插 件機、日化瓶絲網(wǎng)印刷機、工業(yè)機器人等 設備場景中得到了大量成功應用。

  貝加萊工業(yè)自動化(中國)有限公司技術傳播經(jīng)理宋華振表示,在實際非標 產(chǎn)線集成的建設中仍存在諸多難點,特別 是傳統(tǒng)機械輸送帶來的效率問題,如:物 料的輸送和等待加工占用了產(chǎn)線太多的時 間;節(jié)拍均衡和定位精準問題;跨線流動 問題;產(chǎn)品變更的調(diào)節(jié)難題等等。

  為了盡可能地增加有效加工的時間、 提升系統(tǒng)OEE效率,磁懸浮柔性輸送系統(tǒng) 應運而生,以響應更短的產(chǎn)品生命周期,保證節(jié)拍均衡和高精度定位,以及支持多種產(chǎn)品混線生產(chǎn)。貝加 萊推出的磁懸浮柔性輸送線ACOPOS 6D,其中的一大特色是具 備分流和匯流功能,通過多種軌道組合形成環(huán)形閉環(huán)和開環(huán)的產(chǎn) 線,引導物料的多種流向,更為靈活地實現(xiàn)大規(guī)模、多個裝配線 間的流動,同時提升集成效率,且產(chǎn)線的負載也更均衡。

  樂達博華自動化(上海)有限公司銷售總監(jiān)李濤從WHAT、 HOW、WHY三個維度詳細介紹了公司推出的FTS磁懸浮高速柔 性輸送系統(tǒng),它是一種基于反置直線電機原理、利用磁力驅動 的高速輸送系統(tǒng),相對于傳統(tǒng)流水線,F(xiàn)TS磁懸浮高速柔性輸送 系統(tǒng)的優(yōu)勢表現(xiàn)為:速度最高可達5m/s,重復定位精度可達 +/- 5um,寬負載(1kg ~ 1500kg),性能穩(wěn)定,可與傳統(tǒng)流水線接 駁,小車獨立控制,節(jié)能、免維護,可用于無塵車間(半導體級 別)或高溫高真空環(huán)境中,開放靈活,硬件靈活搭配,軟件自主 開發(fā),具備CE,UL等多種認證。FTS磁懸浮高速柔性輸送系統(tǒng)現(xiàn) 已在光伏行業(yè)的鈣鈦礦真空鍍膜設備、真空鍍膜設備;鋰電行業(yè) 的頂蓋激光焊接設備;汽車行業(yè)的ABS裝配產(chǎn)線等實際生產(chǎn)場景 中有了大量成功應用案例。

  Le-AutomatiX 樂達博華將繼續(xù)通過集成公司內(nèi)部優(yōu)秀的自 動化組件,為客戶打造簡單易用的高速、高精度柔性輸送系統(tǒng), 同時運用新業(yè)務模式、本地化獨立運營、技術輸出這三大措施, 來積極應對當前客戶對于成本、交付和服務的更高要求。

  珠海格力智能裝備有限公司副總經(jīng)理陳威的演講題目為《從傳統(tǒng)到創(chuàng)新:高速直驅技術為數(shù)控機床賦能》,他表示,直驅技 術產(chǎn)品憑借高精度、高速度、高響應及高剛性等特點,已成為推 動數(shù)控機床行業(yè)向高精度和高效率發(fā)展的關鍵技術之一,直驅技 術在數(shù)控機床的具體應用包括直線電機、直驅旋轉電機、直驅轉 臺及直驅主軸等。

  針對現(xiàn)階段新能源汽車零部件(如:Pack結構件、壓鑄 結構件、一體化壓鑄結構件等)在加工時通常會遇到的尺寸 較大、行程較長、加工時存在大量空運行時間等主要問題,格 力開發(fā)的第四代大推力直驅系列機床方案以高速直驅為技術主 線,完善各大系統(tǒng)設計,提高機床加工效率與加工精度,目 前,快移速度可達傳統(tǒng)絲桿傳動的3-4倍,同時也滿足了客戶對 短交期的供應要求。

  格力iFlex智能制造柔性平臺由原材料區(qū)、原料預加工區(qū)、 數(shù)控加工中心、地面軌道系統(tǒng)、機器人自動化上料系統(tǒng)等組成, 可實現(xiàn)點-線-組智能算法、NC程序集中&遠程管理、任務執(zhí)行實 時監(jiān)控、生產(chǎn)過程無人化、生產(chǎn)現(xiàn)場鏡像還原等功能,軟件系統(tǒng) 集成MDC數(shù)據(jù)采集、DNC程序管理、JOB生產(chǎn)計劃、TRACK數(shù)據(jù) 追溯、VISION生產(chǎn)可視化、REPORT報表管理、QUALITY質(zhì)量管 理、SYSTEM系統(tǒng)管理等模塊。

AI+機器人+磁懸浮輸送柔 性制造

  Subject 2:直驅技術與機床應用

  下午專場的主題為“直驅技術與機床應用”,雅科貝思精密機電(上海)有限公司高級銷售經(jīng)理張宇介紹了直驅技術在高端 五軸數(shù)控機床開發(fā)上的應用創(chuàng)新,高端數(shù)控機床要求進給驅動動 態(tài)性能高、金屬切除效率高、運動精度高、刀具軌跡偏離度小, 關鍵技術涉及到數(shù)控系統(tǒng)(硬件+軟件)、電機/主軸/轉臺/銑頭 等功能部件、結構設計、刀具等。

  機床設計是一套系統(tǒng)工程,在設計直驅機床時,應摒棄“裝 上就行”的設計思想,不應盲目追求加速度,而是應該重點關注 磁吸力對剛性的影響、關注重切削對電機推力的影響。機床領域 用到的直線電機大部分都是平板型直線電機,為了實現(xiàn)高端五軸 機床高速、高精的設計目標,高剛性和輕量化成為重點,因此需 要通過結構拓撲優(yōu)化法來達到較好的剛度質(zhì)量比。

  深圳市艾姆克斯科技有限公司總經(jīng)理曾海霞表示,直驅電機 擁有高精度、高速度、高加速度等方面的性能優(yōu)勢,主要應用于 高精度或節(jié)拍要求較高的場合。艾姆克斯自主研發(fā)的直線電機、 DD馬達、直驅轉臺、氣浮平臺等產(chǎn)品在眾多領域取得了廣泛應 用前景。其中:直線電機模組在精密磨床上實現(xiàn)微距位移克服絲 杠反向間隙,最小位移量0.5um,重復精度定位精度小于1um, 補償后定位精度小于正負1um;DD馬達在3C領域、檢測設備等 有廣泛應用,在激光領域的分度設備、半導體分選機、醫(yī)療行業(yè) 如燈檢機、鋰電領域卷繞設備中,也實現(xiàn)了定制化應用,可配置 防水防塵功能,剎車功能,重復定位精度可達±1 arcsec;直驅 轉臺已成功應用于五軸CNC機床、五軸精密激光切割設備、五軸點膠設備中,并已批量化生產(chǎn)出貨,其產(chǎn)品涵蓋單臂直驅轉臺, 雙臂直驅轉臺,雙臂雙電機同步轉臺,并且防水、防塵,帶剎車 功能;精密氣浮平臺采用高精密氣浮導軌作為運動導向、運動系 統(tǒng)無摩擦阻尼,整體精度可突破到納米級別,擁有重力平衡式、 平面封閉式、磁力預載、真快預載多種結構形式,可應用于半導 體、光學檢測等高精密設備中。

  目前,越來越多的企業(yè)開始選擇國產(chǎn)五軸數(shù)控機床,這無 疑為精密部件行業(yè)提供了巨大的市場需求,五軸數(shù)控技術的國產(chǎn) 化,也為精密部件行業(yè)的技術創(chuàng)新提供了契機。面對這一發(fā)展機 遇,企業(yè)應加大在技術研發(fā)方面的投入,提升自主創(chuàng)新能力,以 應對技術更新迅速的挑戰(zhàn);通過引進先進的制造設備和技術,提 高制造精度和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性;與供應商建立長期合作關系,確 保原材料的穩(wěn)定供應,降低原材料價格波動的影響;積極開拓新 的應用領域和市場,擴大市場份額,提升企業(yè)競爭力。

  美的集團高創(chuàng)傳動科技開發(fā)(深圳)有限公司產(chǎn)品經(jīng)理宋寧一分享了高端裝備行業(yè)開發(fā)現(xiàn)況,針對CNC機床、半導體、3C電 子制造等不同應用行業(yè)對電機驅動的具體要求,高創(chuàng)在驅動器產(chǎn) 品的開發(fā)上實現(xiàn)了多種編碼器接口協(xié)議、多種電機驅動、多總線 類型等更多樣化的兼容性;同時在核心控制算法上,高創(chuàng)伺服驅 動器采用HD自適應非線性算法和HDM頻域分析,盡可能地體現(xiàn) 出直線電機高速、高精度定位的應用優(yōu)勢。

  長沙一派直驅科技股份有限公司總經(jīng)理鄭球輝認為,在目前有利的國際國內(nèi)環(huán)境、直驅產(chǎn)品獨有的技術特性、逐步成熟的產(chǎn) 品與市場等條件下,為直驅產(chǎn)品應用于CNC機床帶來了較大的發(fā) 展機遇;但另一方面,在直驅產(chǎn)品系統(tǒng)整體解決方案的開發(fā)、產(chǎn) 品的可靠性和一致性品質(zhì)、直驅行業(yè)標準、高水平應用型人才培 養(yǎng)等方面,仍然存在著諸多挑戰(zhàn)。

  廠商在開發(fā)直驅CNC機床方案時,應注意CNC用直線電機不 是簡單的替換,直驅技術產(chǎn)品具有高速、高精度、高加速、高動 態(tài)響應、跟隨誤差低、整定時間短等特點,廠商需要針對CNC行 業(yè)用戶,提供集成驅動器、直線電機、反饋裝置、導軌于一體的 整體解決方案,同時對電機防護要有好的解決方案,包括防水、 防腐蝕、防鐵性材料等等,并且還需要培養(yǎng)能夠為直驅技術應用 提供全方位服務的年輕化應用工程師。

  廣州市昊志機電股份有限公司資深產(chǎn)品經(jīng)理李文剛表示,針 對CNC加工中心的應用要求,昊志機電開發(fā)的大功率、高轉速、 高精度電主軸具備高承載及剛性特性,同時采用獨有專利的昊志 拉刀機構,使用壽命也更長。昊志機電開發(fā)的直驅轉臺具有超高 精度;剎車可靠性高、速度快,夾緊扭轉剛性高,具有斷電保護 功能;電機扭矩大,配備功能齊全,便于機床自動化及高穩(wěn)定性 等性能特點。此外,昊志機電開發(fā)的直線電機系列采用專利化 冷卻結構設計,溫升低,防護等級可達IP65,目前已在PCB鉆孔 機、五軸磨刀機等設備上得到了成功應用。

  深圳市正隆偉業(yè)科技有限公司總經(jīng)理彭聲亮重點介紹了五軸聯(lián)動檢測技術與傳感器方案:當五軸機床的直線軸和轉臺精度很 好,而最終加工的產(chǎn)品精度不好時,IBS公司的Rotary Inspector 測量系統(tǒng)為用戶提供了一種檢定五軸機床幾何精度和動態(tài)性能 的快捷方法。Rotary Inspector能夠很方便地管理大量機床Q、P 兩個精度指標。Q值表示最大的幾何誤差,它能影響五軸機床加 工產(chǎn)品的尺寸精度;P值表示最大的動態(tài)誤差,反映機床反向間 隙或軸承磨損殘生的問題,這個誤差將會影響加工產(chǎn)品的表面 質(zhì)量。Rotary Inspector可在機床操作環(huán)境下完成測量,符合ISO 10791-6標準,全自動測量,瞬時反饋機床狀態(tài),提供全局化的 數(shù)據(jù)管理。

  在傳感器技術方面,時柵位移傳感器基于彭東林教授創(chuàng)新提 出的“時空轉換,時間測量空間”的理念,經(jīng)歷了從原理創(chuàng)新、 技術突破、高品質(zhì)產(chǎn)品到新興產(chǎn)業(yè)二十多年的發(fā)展歷程,為傳統(tǒng) 的幾何測量精密學科引入了新鮮“血液”。

直驅技術與機床應用

  小結

  加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是當前國家重點發(fā)展策略,鼓勵將科技 創(chuàng)新成果應用到具體產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈上,改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),培育 壯大新興產(chǎn)業(yè)。在這一機遇下,AI人工智能、機器人、磁力驅動/ 磁懸浮輸送柔性制造等先進技術將有助于制造業(yè)大幅提高生產(chǎn)效 率和產(chǎn)品品質(zhì),助力中國制造邁上新的發(fā)展臺階。

人形機器人論壇

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