正运动磁驱多动子柔性产线解决方案

磁驱输送线作用原理是什么？

磁驱输送线基于交变磁场与直线电机原理运作，系统由定子和动子构成。定子固定在输送线轨道上，含有按特定规律排列的线圈绕组；动子承载物料，装配永磁体。

电流通过定子线圈产生交变磁场，磁场与动子永磁体相互作用，根据洛伦兹力定律产生推动力，推动动子沿轨道直线运动，从而实现物料输送。

（磁驱输送线的组件构成框架示例图）

多动子：就像一条“磁力驱动的轨道”上跑着很多个“小车”（动子），每个小车都能独立控制位置，加、减速和停止运动，可进行多辆小车在同一条轨道上按照编队顺序跑动。

（磁驱输送线控制多动子示意图）

磁驱输送线市场应用

随着制造业向多品种、快交付发展，单机设备的自动化水平持续提升，但产线整体效率往往被“工位之间的传输与多个外部设备协同”所限制。

传统滚轮、皮带、链条等同步输送存在刚性连接带来的震动、打滑与维护频繁等问题，且节拍容易被处理时间最长工位锁定；扩产常通过堆叠重复工位实现，导致占地与运营成本上升。

（传统输送系统同步控制示意图）

为适应高速、高精与高柔性的需求，磁驱输送线逐步成为主流选择。但在真实产线里，输送只是起点：它须与上下料、加工、检测、装配等工站实时联动。

若磁驱输送线系统单“跑得快”，并不能提升整线OEE。产线真正的难点在于“到位即加工、边走边检测、异常分流”的闭环控制。因此，需要将运动控制、视觉协同与安全可靠机制高度集成，形成面向多工站的一体化解决方案。

多工站同一坐标系、同一闭环、多轴同步控制：在线定位/跟踪/分流合流/加工一次到位

针对上述问题，正运动基于VPLC712机器视觉运动控制一体机开发了磁驱多动子柔性产线解决方案，以系统化、标准化组件自由灵活搭建多种磁驱多动子应用方案。当前方案采用磁驱多动子接驳线作为运载平台，集成多个工作站，运送动子在各工位之间流转。

▌多动子控制✕成熟工艺包

正运动解决方案将机械手上下料、视觉定位、AI缺陷检测、点胶、激光打标等常见工艺封装为可组合工艺包，实现从单点设备控制到整线协同控制与统一调度。

用户可通过参数化配置与切换配方，可快速适配不同规格、尺寸与类型的产品，并可根据订单/计划调整产能更方便，集成周期更短、适配性更强。

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方案实现原理

VPLC712作为磁驱多动子输送线控制器，统一执行多动子运动控制，并与各工位设备进行数据交互。多动子驱动用标准直线电机与标准编码器反馈，控制器经EtherCAT总线连接伺服驱动器，控制定子线圈电流形成行进磁场，与动子永磁体矩阵作用产生推力，实现动子在接驳线、环形轨道及多轨道拓扑中自由运行与精准停靠。

方案同时还可控制脉冲伺服/步进驱动装置（如皮带传动装置、搬运系统等），减少硬件资源重复投入，使上下游工作站无缝集成，有效简化工艺流程。

▲ 正运动磁驱多动子柔性解决方案拓扑图 ▲

集成了控制磁驱多动子所需核心功能

丰富的运动控制、IO控制、视觉、通讯功能，从同步定位到多工站集成控制。

采用标准EtherCAT接口，32轴冗余同步周期125us。

每个动子独立控制，支持单独或成组编队实现同步/异步移动，并在分岔/合并点自由地切换轨道。

通过标准系统组件与功能实现自由扩展，可满足需快速创建简单程序和装配应用。

用户可扩展自定义算法，通过开放式软件架构实现对附加外设设备模块的控制。

可通过RTSys IDE开发环境，进行C语言编译程序运行。

兼容多种编码器协议及类型。

具备故障追踪与自主避碰监测功能。

提供多动子C++ API函数使用文档。

方案支持的磁驱线体布局形式

01.标准线性磁驱传输线

02.接驳型磁驱传输线

在配备多工位的生产系统中，磁驱输送线通过接驳段使动子移动到其它磁驱线导轨上，连接支线工位（上下料、加工、检测等）与主线，实现动子在主、支线间平滑切换和循环调度。

适用于多工位、节拍不均或需分流/回流的产线场景：动子按规定路径进入指定工位停靠定位后返回主线流转；同时支持单循环/双循环等运行模式，确保生产线周期时间一致且无等待时间，充分利用各工位最大循环速率，提升吞吐量，同时保持产线柔性与可扩展性。

水平接驳

上下接驳通过升降装置将电机在工艺段末端的动子垂直输送至另一运输层级。

水平接驳+传送带回流

矩形多轨道输送：多X多Y方式

注意：如有其它布局需求，如“圆弧段环形布局”等形式， 可联系正运动基于原有磁驱输送系统上进行验证测试并封装。

方案磁驱多动子流程

当前软件方案采用正运动RTSys软件为基础，MotionRT750实时内核为EtherCAT总线核心，通过导入的磁驱多动子函数库，实现磁驱多动子的各种定位运动控制与接驳过渡和防碰撞算法控制。

RTSys软件的API接口可以支持客户使用各种环境与上位机语言进行视觉与运动控制项目代码的编程、测试、调试与配置，实现自定义上位机和显示界面、操控界面的开发。

一、机器视觉运动控制一体机VPLC7系列

可选4-64轴运动控制（脉冲+EtherCAT总线），EtherCAT最小通讯周期250us；

内置强实时运动控制内核MotionRT750，支持第三方视觉软件；

板载20路通用输入（其中VPLC711的10路和VPLC712的8路为高速输入），20路高速输出；

基于x86架构的EtherCAT总线视觉运动控制器，支持脱机运行，内置丰富的视觉和运动控制功能，大幅简化配置流程；

支持EtherCAT冗余功能，解决单点故障停机，自动诊断并持续运行，增强系统可靠性，简化维护工作；

提供一体化开放式IPC形态的实时软控制器/软PLC集成的视觉+运动控制解决方案。

二、强实时运动控制内核 - MotionRT750

x86架构Windows/Linux系统下独占CPU内核的运动控制实时内核。

支持多达254轴的高精度运动控制，控制周期可低至125us，显著提升设备性能，助力产能提升至少20%。

单条指令的交互时间为1-3us，相较于传统的PCI/PCIe、网口等通讯方式，速度提升了10-100倍以上。

搭载环形冗余架构，确保非故障从站持续保持正常EtherCAT通信，可显著提升系统可靠性与运行稳定性。可有效杜绝EtherCAT通讯故障导致的产能损失。

当Windows因病毒入侵、硬件异常插拔或驱动冲突导致系统崩溃时，运动控制实时内核 MotionRT750仍可持续运行,且急停功能仍然保持有效，提供充分响应时间进行事故处置，显著提升工业控制安全性与可靠性。

正运动技术专注于运动控制技术研究和通用运动控制软硬件产品的研发，是国家级高新技术企业。正运动技术汇集了来自华为、中兴等公司的优秀人才，在坚持自主创新的同时，积极联合各大高校协同运动控制基础技术的研究，是国内工控领域发展最快的企业之一，也是国内少有、完整掌握运动控制核心技术和实时工控软件平台技术的企业。主要业务有：运动控制卡_运动控制器_EtherCAT运动控制卡_EtherCAT控制器_运动控制系统_视觉控制器__运动控制PLC_运动控制_机器人控制器_视觉定位_XPCIe/XPCI系列运动控制卡等等。

审核编辑 黄宇