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Beckhoff Automation (Shanghai) Co., Ltd.

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XTS | 磁悬浮输送系统

产品

AT2xxx, ATH2xxx | XTS 电机模块

XTS 电机模块中的所有有源组件都被整合在一个狭小的安装空间内。

AT9xxx, ATH9xxx | XTS 导轨和动子

导轨和动子是 XTS 系统中进行沿轨道直线运动的无源组件。

XTS 软件

TwinCAT 3 XTS 扩展组件可实现简单配置、仿真以及运行。

XTS 入门套件

从系统组装到调试的全方位套件,帮助用户快速了解和掌握 XTS 系统。

倍福线性输送系统

倍福的 XTS 磁悬浮输送系统是一款应用已经相当成熟的高性能驱动解决方案,系统中的磁力驱动动子沿着全集成式电机模块构成的路径移动。一台安装有 TwinCAT 自动化软件的工业 PC 可以独立控制运动特性各不相同的动子。这样的一套系统可为用户带来的好处不胜枚举。由于 XTS 电机模块中包含了功率电子元器件和位移测量元件,而且动子完全无源,因此输送系统在组装完成后即可立即投入使用。由于电机模块的几何形状不同,可以根据应用需要创建一个开放或者封闭的移动路径,并且可以通过各自的轨道布局减少设备的占地面积。XTS 不仅取代了传统的机械输送带,而且实现了创新的机械设计。通过灵活的运动曲线,可以实现从简单到复杂的过程,从而优化整个制造过程。

通过软件功能即可实现灵活的运动序列

每个动子都可以单独控制,并能够自由移动,以便能够在行进路径上输送单件产品。对于每个动子,可以根据需要随时独立修改动态性。必要时也可以同步动子与外部工艺流程或其它动子。动子也可以以任意数量编组运动,并且也可以用作缓存的物品。每个动子都被作为“正常”的伺服轴通过常用的运动控制功能(如飞锯、电子齿轮和凸轮)控制。特定的 XTS 需求,如自动成组、离心力限制、避免碰撞以及避免冲击等,都可以通过 TwinCAT 中的功能扩展满足。所有这些运动控制功能以及其它应用特定的运动控制功能都可以轻松实现,而不会因为运动的复杂性而提高工程的复杂性。

替代解决方案开辟了创新潜能

XTS 的创新潜能决不限于高度复杂的运动序列。系统提供了满足应用需求的可精细扩展的自定义选项,例如,如路径几何形状、动子数量和功能范围。它始于简单的应用,如动子的纯线性运动,以及通过第二个动子延伸,以创建一个 XY 运动。由电机模块和导轨组成的模块化几何形状的闭合最终构成了一个安装位置极为灵活的无限线性系统。可以通过结合多个 XTS 系统的方式,并采用全面的 TwinCAT 功能块和集成式机器人技术添加各种功能,进一步扩大应用范围。如果所有这些功能与状态监测和面向对象的编程方式相结合,就能形成一个符合工业 4.0 精神的高度智能化的机器或生产模块。

由于 XTS 系统中的每个产品都有单独的运动轨迹,因此能够实现远优于以往的纯线性设备和缺乏灵活性的产品流的机械设计方案。通常,速度最慢的加工工位会决定整体生产速度,而 XTS 系统可以通过改变产品速度的方式提高吞吐率。通过在一个加工工位停留,可以通过加快工位之间单件产品的输送速度弥补损失的时间。动子不受共同周期的限制;距离和运动轨迹可以完全个性化。因此,加工工位之间互相分离,加工可以在流动的产品流中进行,从而显著提高产能。同时,速度最慢的子过程可以通过 XTS 系统进行工位复制,甚至可以在数量上无限制的重复增加工位。这样可以额外提高生产速度,进一步增加产能。

XTS 如何提高生产效率:

  • 在流动的产品流中进行本地加工
  • 消除加工工位的停机待料时间
  • 加工工位之间通过移动缓存解除关联
  • 生产速度不再由最慢的加工工位决定

XTS 系统可以显著减少设计工作。灵活的模块化系统和动子的循环运动可以简化设备开发工作,并能够根据产品制造商及用户的具体需求进行调整例如,可以这样设计:带有循环产品流的 XTS 系统代表设备的中心,所有加工工位都与 XTS 系统对接。这样可以缩短开发时间;用户可以更快地将他们的设备应用到生产中,并帮助他们的产品更快上市。缩短上市时间的另一个关键是使用成熟的软件来替代机械部件;这样也能够显著减少设计工作。

XTS 系统如何缩短上市时间:

  • 简化设备开发工作
  • 减少设计工作
  • 使用成熟的软件取代机械部件的重复建造
  • 帮助用户提高设备质量
  • 设备变得更加灵活;更快地适应客户的需求变化

规格修改是个性化生产的终极准则。它们通常需要切换时间,而在此期间生产流程会被迫中断,严重限制生产效率。这正是 XTS 的用武之地,用软件取代机械系统。结合每个动子的灵活性和单独可控性,现在可以通过修改软件参数的方式实现规格修改,无需手动进行。这样可以显著缩短转换时间;有些情况下甚至可以完全避免停机。同时还能够优化工装更换过程;可以完全自动插入和移除不同的工装组。对于产品制造商来说,这意味着能够针对不断变化的消费者行为做出更精确的反应。他们可以实施更小批量的生产,显著缩短产品的交付周期,并通过不同的产品尺寸和个性化的产品获取市场竞争优势。

XTS 系统如何通过软件实现规格修改:

  • 无需手动进行规格修改
    • 通过软件调用产品专用参数集
    • 无需停机
    • 自动更换工装
    • 全自动插入和移除不同的工装组

一个几乎可以进行任意路径配置的输送系统,仅需一台 PC 通过磁场控制:XTS 系统重新定义了各种熟悉的机械工程规范。它的结构非常紧凑,因为动子可以在极小的曲线半径内循环移动。它可以充分利用生产区域,因为前进和返回路径以及曲线都可用于有效的物料运输。安装位置可以自由选择:以前的加工方法可以从水平方向转换成垂直方向,这样可以显著节省空间。同时还能够充分利用现有的空间条件 — 无需布线,无需拖链,只需一个已经集成进去的位置测量系统。此外,还可以设立并行运行的加工工位。这样的设备可以极大地减小设备体积:产能增加的同时还能显著减小生产区域的面积小,同时还能够减少能源和资源的消耗。

XTS 如何减小设备体积:

  • 系统结构非常紧凑,曲线半径仅为 250 mm
  • 安装位置可自由选择,可以充分利用生产大厅的高度
  • 不同的曲线几何形状,以达到最佳效果
  • 多个加工工位的并行运行可以增加循环时间,一台设备即足够

适用于各种应用场景的解决方案

XTS 系统的无电缆技术 (NCT)扩展是实现设备灵活性飞跃的基础,也是第一次实现 XTS 动子无线供电及同步实时数据传输,通过它可以将单个 XTS 动子扩展为可移动的搬运和加工工位。除了以前的纯产品输送之外,通过 NCT 还能直接在动子上实现额外的加工过程。

NCT 完全集成到 XTS 电机模组中

XTS 系统已经针对 NCT 进行了扩展,包括专用的电机模块和可以安装在动子上的电力电子元器件。传动技术所需的硬件完全集成在电机模组中,因此,现有的功能和紧凑的设计可以保持不变,也无需额外的接口和供电线。动子上的硬件控制完全通过 TwinCAT 实现。现有的全部 TwinCAT 功能都可用于项目实施。

采用无电缆技术(NCT)的 XTS 系统助力实现全新机械工程解决方案

通过 NCT 能够在加工过程中对动子上的产品进行加工和质量检查。足够的功率以及与 TwinCAT 控制系统的高速通信能够轻松连接传感器和执行器。每个动子之间的数据通信都是实时进行的,再加上 EtherCAT 的使用,可以以微秒精度实现整个系统的同步。尤其是在产品搬运、加工和输送同时进行的测量以及快速变化的生产批量的设备改造方面,NCT 为用户提供了实现全新解决方案的可能。

  • 可以在动子上实现各种运动控制命令,例如理料。
  • 动子变成一个带电机驱动的夹具、电磁铁或真空吸盘的移动搬运系统,可以取放、输送、整理和码垛产品。
  • 产品可以根据指定的方式在输送过程中同时进行加热或者冷却。
  • 集成式数据通信能够实现动子、载具和产品的识别,以及动子的状态和过程监测。

使用 XTS 模块化系统,XTS 系统可以完美适应各种设备布局和/或生产大厅内的空间条件。倍福可提供不同半径(22.5°、-22.5°、45° 和 180°)的圆弧电机模块和不同长度(250 mm、249 mm和 233 mm)的直线电机模块。定制的输送路径能够更加高效地利用可用的安装空间。这种解决方案特别适用于生产空间有限和移除的产品数量增加的情况。它可以帮助很多制造商解决减少系统的占地面积和增加生产系统的模块化特性时所面临的难题。

XTS 永磁体组是动子的一部分,借助全集成的 XTS 电机模块的运动的磁场产生线性运动。根据磁极的数量,可提供四种性能等级。动子的最小间距为 50 mm,最大峰值推力为 210 N,通过这个峰值推力,每个动子可以输送超过 10 kg 的质量。可以通过机械方式连接多个动子,以进一步提高性能。此外,在质量保持不变的情况下,可以通过更大的力增加动子的动态性,这反过来又能助力提升产能。

在设备的开发过程中会出现越来越多的要求,如更高的型号多样化性和更高的产能要求,甚至更短的工厂生命周期,因此最佳的上市时间变得越来越重要。同样重要的还有减少设备开发过程中各个阶段的工作以及并行化处理。

集成的 XTS 仿真功能可以简化设备设计工作

XTS 仿真软件能够大幅减少设计阶段的工作。仿真软件可以在没有硬件和测试设置的情况下,由 XTS 模块化系统中配置所需的路径,以及验证后续集成到(现有的)设备的设计并验证应用程序逻辑顺序。在开发期间,所有参数(如 XTS 路径、XTS 动子数量等)都可以修改和调整,以实现最佳解决方案。

并行软件开发缩短上市时间

完全集成到 TwinCAT 自动化软件中还可以带来一个额外的好处,即用户可以在一个熟悉的开发环境中工作,他们也可以用这个环境实施后续的工作。此外,针对仿真开发的程序代码也可用于真实的硬件。这样不仅能够降低成本,而且还能够在早期实施软件时无需完成部分硬件。总体来说,通过使用 XTS 仿真功能,设备设计阶段的时间优化和工厂设计并行运行可以帮助用户建立明显的竞争优势。

XTS 系统可以助力实现新颖和创新的输送系统。倍福为客户提供交钥匙功能模块,让他们能够充分利用整体解决方案,确保竞争优势。服务范围包括设计支持、XTS 组件的机械装配、电气安装和提供符合客户规范的应用软件。

用作即插即用型解决方案的交钥匙功能模块

客户可以通过交钥匙功能模块实现一个即插即用的 XTS 系统:电机模块、导轨和动子可以作为一个完整的单元交付 — 可以选择单独建造的控制柜,用于控制整个应用和支持现场的装配活动。倍福会在交付之前对所有交互的组件进行功能测试。经过测试的整体系统可以大大减少潜在的错误源。其它优势包括:倍福的整体协调和成本,由于采用的是整体解决方案,成本是可以估算出来的。

项目快速实施,缩短上市时间

倍福已经实施了数百个 XTS 应用,积累了丰富经验,能够简单、直接地实施样机。这样用户就能够集中精力于提升其核心竞争力,减少适应时间。同时还能够获得 XTS 技术的初次体验。在这个过程中获得的知识技能也可以成为独立实施其它项目的基础。

“卫生型”不锈钢 XTS 磁悬浮输送系统开辟了更广泛的新应用领域。相对于传统的输送方案优势显著,尤其是在食品和制药行业,以及通用的液体处理及灌装领域。“卫生型”XTS 系统的防护等级高达 IP 69K,没有隐藏的边缘或底部切口,在卫生要求严苛的环境中也可以进行简单的清洁。粗糙度小于 0.8 µm 的 1.4404 AISI 316L 电解抛光不锈钢和 VMQ 硅胶制成的高压耐清洁密封圈可以轻松地耐受恶劣的环境条件。

作为磁悬浮输送系统的核心组件,卫生型 XTS 的电机模块的安装和拆卸都非常方便快捷。由于用于电源和通信传输的插头触点都在侧面,因此模块的连接也特别简单。电子连接触点的实施可以通过电源线,也可以不通过电源线。可以在不拆卸电机模块的情况下调整电源点或电源数量。

电机模块的模块化设计由用于导轨和动子的两个系统解决方案实现。根据不同的应用需求,只需极小的安装工作量即可将合适的倍福不锈钢导轨直接连接到电机模块上。这种结构可以由两种类型的卫生型动子驱动:一种是不锈钢动子,用于对卫生要求特别高的环境条件,另一种是阳极氧化铝动子,可以输送更大的有效载荷,比不锈钢型号的动态性更高。第二种系统解决方案由导轨以及并行布局的电机模块和动子构成。可为此提供用于电机模块导轨接口安装表面的保护盖以及用于动子的永磁体组。

XTS 通过独立控制运动轨迹各不相同的动子,在机器设备中进行高度灵活的工件输送。可以使用不同形状的电机模块创建一个开放或者封闭的行进路径。

通过 XTS Track Management 软件功能,可以将 XTS 系统分割成空间上各自独立的轨道段。它们既可以只包含一个电机模块,也可以包含任意数量的电机模块。这些轨道段反过来又形成构件,通过它可以定义各种连接的行进路径。XTS Track Management 软件功能可以与诸如主轴或直线电机等机构相结合,轨道段可以与上面的动子一起运动。动子可以在不同的 XTS 系统之间切换。电机模块和动子在任何时候都保持其全部功能,因此,即使是正在移动的轨道段也保持完全可用的部分。Track Management 是现有的 TwinCAT 3 XTS Extension TF5850 软件的一部分。

应用举例

  • 在不中断正在运行的产品流情况下插入和移除动子
    • 基于软件实现工装夹具更换
    • 单个质量控制
    • 集成可选工位
    • 分拣出缺陷产品
    • 维护间隔脱离生产过程
    • 手工工作场所
  • 通过将多根 XTS 轨道排列在一起进行产品缓存
  • 产品再次回流,例如在涂层过程中,通过封闭的行进路径,可以不改变方向地多次通过工位
  • 能够任意配置产品顺序,例如将不同的产品放入包装箱

倍福面向全球提供全方位的产品和技术培训课程,您可以在传统课堂授课或线上授课两种培训方式中进行选择。
倍福面向全球提供全方位的产品和技术培训课程,您可以在传统课堂授课或线上授课两种培训方式中进行选择。

通过 XTS 系统可以制造出更紧凑、更高效的设备。而只有充分了解和掌握了技术,才能将它的优势发挥到极致。为此,倍福通过其遍布在全球各地的本地 XTS 产品专家为用户提供技术支持以及各种培训。

丰富的应用经验助力实现 XTS 系统的无缝整合

倍福自 2012 年推出 XTS 磁悬浮输送系统以来,已经积累了大量的应用经验,并交付了 1000 多套系统。倍福通过与客户的紧密合作和系统的持续发展,不断开辟新的应用领域,优化系统的可用性。本地 XTS 产品专家可以为 XTS 系统与创新设备的无缝整合提供技术支持。他们拥有丰富的跨行业专业知识,支持不同层面的整合 — 从概念开发到实施和维护。

全方位的培训计划轻松上手 XTS 系统

倍福提供的全方位培训计划可以帮助用户快速掌握各个层次的专业知识。无论你是系统实施工程师,还是设备维护维修人员,我们都可以为你提供侧重点不同的 XTS 实践培训课程,我们会根据你的应用领域提供合适的课程内容。XTS 系统基本配置和编程培训要求具备基本的运动控制知识,并将提供 XTS 系统编程的高级知识。XTS 系统维护、修理和服务培训要求具备基本的 PLC 和伺服系统知识,培训的重点是 XTS 系统的诊断和潜在的机械和电气故障。