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與直線電機原理運作，系統(tǒng)由定子和動子構(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，磁場與動子永磁體相互作用，根據(jù)洛倫茲力定律產(chǎn)生推動力，推動動子沿軌道直線運動，從而實現(xiàn)物料輸送。

（磁驅(qū)輸送線的組件構(gòu)成框架示例圖）

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

（磁驅(qū)輸送線控制多動子示意圖）

磁驅(qū)輸送線市場應(yīng)用

隨著制造業(yè)向多品種、快交付發(fā)展，單機設(shè)備的自動化水平持續(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、打滑與維護(hù)頻繁等問題，且節(jié)拍容易被處理時間最長工位鎖定；擴(kuò)產(chǎn)常通過堆疊重復(fù)工位實現(xiàn)，導(dǎo)致占地與運營成本上升。

（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。但在真實產(chǎn)線里，輸送只是起點：它須與上下料、加工、檢測、裝配等工站實時聯(lián)動。

若磁驅(qū)輸送線系統(tǒng)單“跑得快”，并不能提升整線OEE。產(chǎn)線真正的難點在于“到位即加工、邊走邊檢測、異常分流”的閉環(huán)控制。因此，需要將運動控制、視覺協(xié)同與安全可靠機制高度集成，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

針對上述問題，正運動基于VPLC712機器視覺運動控制一體機開發(fā)了磁驅(qū)多動子柔性產(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)多動子應(yīng)用方案。當(dāng)前方案采用磁驅(qū)多動子接駁線作為運載平臺，集成多個工作站，運送動子在各工位之間流轉(zhuǎn)。

▌多動子控制?成熟工藝包

正運動解決方案將機械手上下料、視覺定位、AI缺陷檢測、點膠、激光打標(biāo)等常見工藝封裝為可組合工藝包，實現(xiàn)從單點設(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/計劃調(diào)整產(chǎn)能更方便，集成周期更短、適配性更強。

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方案實現(xiàn)原理

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

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

▲ 正運動磁驅(qū)多動子柔性解決方案拓?fù)鋱D ▲

集成了控制磁驅(qū)多動子所需核心功能

豐富的運動控制、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。

每個動子獨立控制，支持單獨或成組編隊實現(xiàn)同步/異步移動，并在分岔/合并點自由地切換軌道。

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

用戶可擴(kuò)展自定義算法，通過開放式軟件架構(gòu)實現(xiàn)對附加外設(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)測功能。

提供多動子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子移動到其它磁驅(qū)線導(dǎo)軌上，連接支線工位（上下料、加工、檢測等）與主線，實現(xiàn)動子在主、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)線場景：動子按規(guī)定路徑進(jìn)入指定工位停靠定位后返回主線流轉(zhuǎn)；同時支持單循環(huán)/雙循環(huán)等運行模式，確保生產(chǎn)線周期時間一致且無等待時間，充分利用各工位最大循環(huán)速率，提升吞吐量，同時保持產(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在工藝段末端的動子垂直輸送至另一運輸層級。

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)系正運動基于原有磁驅(qū)輸送系統(tǒng)上進(jìn)行驗證測試并封裝。

方案磁驅(qū)多動子流程

當(dāng)前軟件方案采用正運動RTSys軟件為基礎(chǔ)，MotionRT750實時內(nèi)核為EtherCAT總線核心，通過導(dǎo)入的磁驅(qū)多動子函數(shù)庫，實現(xiàn)磁驅(qū)多動子的各種定位運動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)境與上位機語言進(jìn)行視覺與運動控制項目代碼的編程、測試、調(diào)試與配置，實現(xiàn)自定義上位機和顯示界面、操控界面的開發(fā)。

一、機器視覺運動控制一體機VPLC7系列

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

內(nèi)置強實時運動控制內(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總線視覺運動控制器，支持脫機運行，內(nèi)置豐富的視覺和運動控制功能，大幅簡化配置流程；

支持EtherCAT冗余功能，解決單點故障停機，自動診斷并持續(xù)運行，增強系統(tǒng)可靠性，簡化維護(hù)工作；

提供一體化開放式IPC形態(tài)的實時軟控制器/軟PLC集成的視覺+運動控制解決方案。

二、強實時運動控制內(nèi)核 - MotionRT750

x86架構(gòu)Windows/Linux系統(tǒng)下獨占CPU內(nèi)核的運動控制實時內(nèi)核。

支持多達(dá)254軸的高精度運動控制，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)動沖突導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰時，運動控制實時內(nèi)核 MotionRT750仍可持續(xù)運行,且急停功能仍然保持有效，提供充分響應(yīng)時間進(jìn)行事故處置，顯著提升工業(yè)控制安全性與可靠性。

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

審核編輯 黃宇