“爱发科自动化新一代真空RTR控制系统技术革新”课题在UL-GAIA(2023)中国集团报告会中荣获“鼓励奖”
发布时间:2024-01-26
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UAS一直致力于努力为客户生产提供更好的解决方案。近期UAS在真空卷绕镀膜机领域的研发取得了突破性的进展,成功地研发出成本更低、货期更短的新RTR控制系统。该系统是首次融合了完全自主开发的薄膜张力及速度控制算法,不仅解决了原系统的供货问题和高成本问题,还增加了创新功能,提升了系统整体的性能与效率。新系统标志着UAS在技术革新的道路上又迈出了重要的一步。重点发展FA事业是UAS的基本方针,到2025年的5年间FA事业销售额要实现5倍成长,这就促使我们需要不断的在不同领域寻找可能的机会。市场方面同样,随着各汽车产业大国发布“禁燃油车”时间表,2030-2035年前后,燃油车将陆续禁止销售。因而电动车市场在近些年开始急剧扩大,电动车电池的需求量也随之激增。在锂电池的技术方面,新一代锂电集流体材料-复合集流体是当下市场的热门。它在结构、生产工艺、性能特点等方面具备创新性,它的运用可以显著实现产品向更加轻量化发展,同时,使产品更安全性、成本更低。因此相关设备的市场装机量更是逐年稳步上升。而生产这一材料的关键技术之一就在于需要高速高精度高稳定性的卷绕系统,因此市场对于满足生产要求的卷绕系统的需求也在不断扩大中。同时市场竞争也变得逐渐激烈,真空卷绕技术作为UAS的优势,必须要参与到市场竞争中。在2021年末,我们逐步意识到由于运动控制器PSC的设计老化问题,包括其它关键部品的供货期变长。UAS不得不面临着核心器件货期的不确定性和成本居高不下的问题。因此这个课题必须要在新方案中被解决。所以我们加紧了技术革新的步伐,首先选定方案,确定了设计的目标,找到切入口,果断投资做试验机。通过详尽的技术调查,突破技术壁垒。2023年通过对试验机的厂内初调和UCD的现场调试,我们最终实现了2μm薄膜在1200m/min速度下的蒸镀生产。虽然这条路蜿蜒曲折,但我们的团队克服了种种困难,脚踏实地,步步为营实现公司的战略。接下来我们还将不断持续优化提升竞争力,去争夺更多的市场。在最初的选定方案阶段,我们首先需要做的是确定最终目标,在保证与原设计同等性能的基础上,需要将长供货期的部品替换成短供货期部品。并将成本降低至少15%。在此基础上,我们指定了设计的方向。UAS将运动控制器换为三菱高性能R系列PLC,同时,马达换为UAS国产定制高响应矢量马达。马达的升级不仅提升了系统的响应速度,还增强了马达的可靠性和稳定性,为产品带来了更高的效率和精度。而马达驱动器使用UAS国产化生产的UVZ7000,其货期完全可控。将控制器和马达换型后,仅在供货期方面运动控制器就由12个月缩短至4个月,马达由10个月缩短至2个月;成本方面运动控制器成本降低30%,马达成本降低40%。降低成本的同时也大幅缩短了生产交付期限,完美解决了前述主要问题。最终系统整体的交货期从12个月缩短到4个月,且整体成本降低20%!从价格方面强势提高了行业竞争力。在确定了设计目标后,我们选定EWE系列作为试验机的试做对象。我们的考虑理由是EWE相对其它系列来说综合难度最大。如果EWE能够成功,则将来可以把经验轻松推广应用于EWG和EWA系列。在结合了方案和设计目标之后,我们设计出了第一版试验机的系统构造图,并在厂内试运转阶段验证了空载状态下的方案可行性。但在UCD的现地测试中,带上重负载后的UDM存在响应性不足的问题。不过好在在设计之初我们就有对这类问题可能发生的情况做出了提前的考虑,所以早早准备了替代用的UVZ7000变频器。因此,我们得以迅速更新设计,将UDM替换成了UVZ7000,并快速进行盘改造作业,对于改造后的系统,经测试响应性达到了性能要求当然,本次UAS大胆换型的背后离不开我们强有力的研发技术团队的有力支持。电气工程师团队率先进行电气盘柜设计,实现技术换型,降本增效。为配合新控制器的使用,UAS的算法团队完全自主开发了新的薄膜张力及速度控制算法,将技术牢牢掌握在自己手中,展示了UAS强大的技术实力。新系统不仅在张力控制方面进行了创新,软件设计团队在架构上还优化了与其他PLC和上位机的通讯方式,能更好地监测和管理设备状态,提高了操作的灵活性和便利性;同时引入UAS软件团队自主开发的uAIoT技术,进一步完善了数据分析能力。通讯的优化使得对镀膜控制等环节更加便捷,UAS将可借此提供远程维保和生产管理等支援服务,提升了维护的质量和效率。软件的完全自主化,也为面向客户的定制化设计服务提供了必要的前提。另外在设计上,新系统采用共直流母线技术,这将能帮助设备系统优化制动能力,能够在提升生产速度和动态性能的同时降低生产能源消耗。在最后的实证实测环节,该系统已在UCD成都厂内进行了性能验证,特别是作为速度和精度要求最高的EWE机种,取得了令人满意的结果,证明了此系统的量产可行性。在各项性能指标的综合比较中,新系统性能完全能够与原系统媲美,甚至局部领先一步。这一成果也得到了FPD事业部的肯定,认可我们的系统性能在EWE系列中的表现。这也为未来投入EWG和EWA的量产打下了坚实的基础。我们相信技术革新永无止境。为了布局复合集流体市场。我们在此次试验机开发的基础上进一步开发了双面镀膜的新技术。结合我们现有的高速高精度控制技术,将大大提高生产性能。另外通过对真空技术的活用可以生产高纯度平滑的锂元素金属箔。从而过渡到下一世代以全固态电池为代表的电池负极的应用开发。这也是我们今后市场的着眼点。知己知彼百战不殆,在与市场一线友商的对比中,我们在保证高标准高水平的卷绕系统技术质量的前提下,在货期和价格方面同时也保持着优势。这也是UAS敢于参与市场竞争的底气。除此之外我们将不断探索更高精度的控制技术和更加高效的调试方法。继续提高我们产品的性能和易用性。UAS将继续致力于技术研发和创新,不断推动公司在真空卷绕镀膜机领域的发展。我们有信心通过我们的不懈努力,提供更多高品质的解决方案。

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