PI:高精密运动定位技术,赋能生产制造

来源:中国传动网    关键词:PI, 运动控制, 激光打标,    发布时间:2019-09-28

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自2002年进入中国市场以来,凭借领先的精密定位技术及解决方案,Physik Instrumente(PI)集团在国内科研领域迅速建立起良好的品牌形象。近几年,PI开始进入国内工业自动化市场,为制造企业带来高精密运动定位解决方案,并在3C电子、激光加工、半导体生产及检测、光纤通讯等细分市场上逐渐崭露头角。近期,本刊采访了PI普爱纳米位移技术(上海)有限公司华南区域销售经理程鑫,他为大家详细介绍了目前PI在工业自动化领域的开发进展。

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积极布局工业自动化领域

总部位于德国的PI集团是全球精密定位技术市场的领导厂商之一,在使用压电或电机驱动器的标准及OEM产品的开发和制造方面,PI有着40多年的历史,产品线涵盖直接驱动组件、平台、扫描仪、促动器、运动控制器及软件、多轴精密定位平台等。伴随着当前中国工业制造领域对生产系统的精度等级、产能、可靠性和灵活性要求日益提升,为PI创新型精密运动技术及产品提供了一片广阔的开发天地。

对此,程鑫表示道:“PI开发的精密定位运动平台,是决定自动化设备加工精度等级的关键部件之一。基于PI多年来丰富的定位技术开发经验与积累,令到我们能够充分理解客户的实际生产需求;同时,PI还拥有自主研发的精密定位、位移检测、运动控制器及软件等核心技术,因此可以为客户量身定制特殊的系统解决方案,从而全方位满足半导体制造、激光加工等行业对于生产系统精度不断攀升所提出的应用要求。”

据介绍,在进入国内工业自动化市场的近几年时间里,PI每年的业务基本保持30%左右的增长率,尤其是在半导体生产及检验、精密激光加工、光纤通讯等细分行业中取得到了迅速的发展。“即使是在今年,由于外部经济环境的影响,整体工业自动化市场普遍下滑,但PI的增长势头依然不减,我们认为,这主要得益于国家对制造业转型的大力推动,以及制造企业对技术升级、改造的迫切需求。”程鑫补充道。

PI先进的高精度定位运动系统具备低纳米级的精度,及高速度、高可靠性等特征,可为设备制造企业提供从数微米行程的压电陶瓷促动器,到通过压电电机驱动的定位平台,以及复杂的六足位移台、龙门系统等,帮助客户实现高性能定位平台的协调运动,以获得高吞吐量,提高产能和生产效率。

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强强联手,提升生产效率

PI进军工业自动化领域的另一项秘密武器就是——ACS优秀的运动控制技术。众所周知,ACS Motion Control是一家以运动控制为中心、提供基于EtherCAT工业以太网协议的机器控制系统整体方案供应商,在中国工控市场上享有良好的品牌口碑。2006年,PI收购了ACS运动控制的大部分股份,由此ACS加入到PI的大家庭中,借助PI精密的定位平台技术与ACS高性能的运动控制技术,强强联手,共同开拓中国高端装备制造产业。

“一套完善的制造加工系统要达到高精度水平,除了要有精密定位平台做支撑以外,还需要功能强大的运动控制技术做保障,正是通过对两者的整合,PI能够为客户带来一整套高精度运动和定位技术解决方案,让控制更灵活、精度更高,响应更快,以协助客户提升生产效率。”程鑫说到。

业界领先的更新率和控制算法、同一平台可控制多个驱动器、反馈单元和传感器、支持多轴/多IO实现各种复杂运动、模块化且弹性的灵活配置等等,都是ACS在驱控技术开发上的显著优势。在半导体检测、平板显示器检测和计量、激光切割/微加工、光纤封装和对准等生产场景中,ACS驱控技术能够满足这些应用对驱控系统提出的自动对焦高度控制、高精密加工、多轴协调运动、事件与运动触发控制、复杂的运动事件和序列控制等严苛的要求。特别值得一提的是,ACS功能强大且高带宽的EtherCAT工业以太网运动控制解决方案,不但实现了通过PLC或PC与主机之间的通信,并且还支持第三方EtherCAT驱动和IO输入输出,令整体系统的可扩展度大幅提升。

定制化解决方案树立标杆

现阶段,中国已经成为PI集团在亚洲最重要的开发市场,并且已在上海、北京、深圳设立了分公司,据了解,目前PI中国的业务量占到集团总部的20%左右,且持续保持高增长的态势。为了更好地服务本地市场,目前PI在中国建立起了专门的市场服务和支持团队,针dui客户的实际使用需求进行系统整合,开发定制化技术方案,加快对本地市场的响应速度,未来PI还将计划逐步扩大本地生产规模,以跟上中国市场高速发展的步伐。

据介绍,针对PCBSMT、电子点胶、激光材料加工、增材制造等工业自动化典型应用场景,PI正在与这些行业内的一些标杆型企业展开合作,借助PI的定制化高精度运动定位解决方案,协助制造企业实现更高的加工精度、位置再现性、高动态和高生产效率,在行业中树立起先进示范效应。

例如,在工业激光加工应用中,针对大面积激光加工对高精度、高吞吐量、同步二维加工的特殊要求,PI将高精度运动控制系统、ACS高性能运动控制器/驱动器,以及SCANLAB领先的扫描仪技术结合起来,形成了一整套定制化激光加工解决方案(XLSCAN)。系统基于高精度、高速度的线性电机平

台和平面扫描仪,支持高精度和高稳定性的工件定位;同时实现了振镜与平台运动控制器的协调同步控制,且通过EtherCAT工业以太网标准协议集成扫描仪、激光器信号,使得系统可达微米级加工精度,具有更大的工艺区、更高的吞吐量,消除了由于平铺或拼接扫面头的多个视场而引起的潜在不连续性,大大提高了PCB转孔和大规模激光打标等应用的产量和精度,缩短了加工时间,提升了制造企业的生产效率。

另外,利用龙门结构控制系统的高速度、高精度特点,来提高电子元件生产效率,是目前制造企业的一大需求趋势,因而也成为了自动化行业中的开发热点之一。为此,PI推出的龙门控制解决方案围绕高精度、高动态、长行程,运用PI在工程设计方面丰富的专业知识,可提供机械轴承、空气轴承或混合式方案,在快速步进和稳定的XY位移平台上,整合先进的运动控制算法,进一步优化了高动态和高机械稳定性,XY上单次行程达2米,适用于模板切割、元件拾放、对准和检查等制造环节。尽管当前世界经济仍然存在诸多不确定因素,但中国制造业向高价值产业链的升移已成大势所趋。PI对中国工业自动化的发展充满信心,随着未来企业在国内市场布局的加快,PI将为中国工业自动化迈向更高水平的下一阶段而贡献自己的力量。