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柔性制造遇到的問題

我們觀察一個產品生產線就會發現，即使先進的集成產線，它也無法滿足個性化的生產需求。傳統的機械制造就是一個單元接著一個單元，輸送系統將被加工的對象送到加工單元進行加工，例如：沖壓、裁切、組裝、折疊、粘合、焊接等，在整個過程中輸送系統會將被加工產品由一個單元到另一個單元，那么這樣就會形成很多制約：

對于工廠而言，技術與概念并非他們關注的要點，End User通常只關心：

--如何讓產線獲得高的OEE

--少故障，穩定運行，即使出現故障，但易于維護；

但是，對于柔性制造而言，產品的個性化會帶來品質迭代的困難、換裝帶來交付能力的下降，過于頻繁的更換會在啟動/停機造成不良品，而對小批量生產會造成不良品率的上升。

機械系統對柔性的挑戰

訂單變化時，機械的調校需要耗費時間；

機械的磨損，帶來系統的精度的偏差；

在潔凈環境中，頻繁的維護會帶來重新恢復潔凈環境的巨大成本；

維護備件的成本

SuperTrak如何解決柔性問題？

其實，解決這個問題的辦法在于換個思路：傳統上加工工位是不變的，產品順著輸送系統傳送，這對于產品批量大、固定生產來說，無疑是正確的，但對于產品規格變化、生產工藝變化的個性化產品生產而言，則會遇到柔性問題，即機械如何不變來適應變化？

是的，讓被加工產品和工位都動起來，適應這種變化，SuperTrak即按照此思路來設計。

SuperTrak是基于長定子直線電機技術(LLM)所開發的柔性電驅輸送系統，它通過在定子上運行的變化的動子來改變被加工對象之間的尺寸，并與加工單元的設備如機器人激光切割頭、沖壓站進行同步，使得產品的尺寸規格、加工工藝變化時可以有更大的柔性來與加工設備進行配合，無需進行復雜的機械調校即可完成。

長定子直線電機 (LLM)

其目的在于：

（1）產品規格變化時，機械加工位置、間距的調校無需進行機械的調整，僅通過電氣參數的改變即可實現，尤其對于批量小而尺寸規格變化比較大的生產。

（2）整線速度可以具有較高的柔性，根據生產負荷的變化而變化。

（3）更高的集成度：產線的占地空間會變小，由于極高的電磁響應速度，使得無需為產品考慮堆積空間，而且加減速時間跟通過傳統變頻電機的方式而言響應速度非常高，因此，無需像傳統傳輸系統那樣必須設置較大的加減速空間。

（4）提升產線OEE。對于生產系統而言，OEE的下降包括了維護、訂單更換時的參數調校，傳統的輸送系統，尤其是電子半導體等領域的高精度產品制造，其工裝夾具精度較高，因此，調校會耗費時間、在調校過程中的產成品也會損失質量、機器的維護等都會影響整線OEE。

圖1-SuperTrak線性傳輸系統—如同F1的高速過彎

SuperTank可以實現達到10μm級的定位精度，并提供4m/S的生產線速度，而通過POWERLINK實時網絡可以提供高精度同步與定位控制。

顯著的優勢

由于采用的非接觸的方式，這給SuperTrak帶來非常大的優勢：

（1）高速響應：慣量極小的動子，實現快速的響應；

（2）無需減速機構：不存在傳統機械減速機構的背隙帶來的傳動精度問題；

（3）無需電纜拖鏈這些現場的部件；

（3）低磨損，易于維護—對于像食品制藥應用場景而言，這至關重要，因為每次進入潔凈區的維護作業都會讓恢復潔凈環境帶來新的成本。

仿真建模

數字化制造的核心是CPS-通過仿真對生產進行虛擬，包括控制工藝的參數優化、生產響應等，由于個性化生產必然沒有足夠的質量迭代時間和數量，因此，必須預先能夠對生產過程的參數進行優化，SuperTrak可以通過貝加萊的Automation Studio與MATLAB/Simulink、MapleSIM等軟件進行集成，仿真的結果可以直接運營于貝加萊的控制器。

SuperTrak的仿真建模可以將輸送系統、機器人、動子進行集成，對其生產過程的響應參數、調整、安全等進行完整的集成，包括抑制液體在運動中的波動。

應用場景

SuperTrak適應于的應用場景包括：

（1）生產批量較小的產品，尺寸規模變化較大如疫苗生產、制藥與食品；

（2）需要潔凈環境，滿足制藥級潔凈要求的（采用不銹鋼制造）；

（3）產線布局要求尺寸緊湊型的生產如電子、半導體生產。

目前SuperTrak支持10kg負載，達到50米長度的產線集成。

關于貝加萊

貝加萊是一個總部位于奧地利并擁有遍布全球分支機構的創新驅動型自動化企業，2017年7月，貝加萊成為ABB集團的一個業務單元。作為全球工業自動化領域的領導者，貝加萊融合了前沿技術與先進的工程能力，為各個產業客戶提供機器與工廠自動化、運動控制、HMI以及集成安全技術的完整解決方案。通過工業物聯網通信標準如OPC UA、POWERLINK和openSAFETY以及貝加萊強大的Automation Studio軟件開發環境，貝加萊不斷重新定義自動化工程的未來。貝加萊保持持續的創新精神，為客戶提供更為簡化以及超出預期的工業自動化領域前沿技術與方案。