坚守创新突破,引领行业前行

文:刘恒2023年第五期

  松下在当前中国伺服市场上的领先地位,毋庸置疑。在最近刚刚落幕的上海工博会上,除了展出TOF传感器模块、激光位移传感器等新品之外,松下近年蛰伏研发的、搭载AI人工智能技术的次世代伺服系统产品——MINAS A7系列也隆重亮相,惊艳全场。在本次上海工博会上,我刊有幸采访到松下电器机电(中国)有限公司FA事业中心系统方案总括部总监汪树民先生,他向我们坦诚分享了目前松下在工业自动化市场所面临的压力,同时通过他对于A7系列的特点介绍,也让我们再次感受到了松下对于未来继续扎根中国工业自动化市场的信心与决心。

  文/刘恒

  瞄准目标客户,持续升级产品性能

  并不讳言近些年由于本土品牌冒升以及终端市场需求萎缩对于松下所带来的冲击,但从长远发展的角度来看,汪树民认为,用户最终还是会回归到商品的本质上(如品质、性能等),因此,如何清晰定位自己的目标群体,从表面诉求中发现背后潜在的客户价值,并由此创出最适化的性价比赢得市场,是企业应该思考的重点。

  “任何一种商品能够在市场上存在,就肯定会有其忠实的客户群体,并且这类客户的诉求也会一直存在,对于企业来讲,找准市场定位是很重要的。面对市场压力,松下非常清晰自己的目标客户群是那些追求高精尖技术、对产品稳定性、性能、品质更敏感的用户;同时,围绕这类市场诉求,松下也在产品性能上不断向上提升,以更佳的产品性价比优势来赢得市场竞争。”他进一步解释道。

  一方面,聚焦不同行业客户的现场课题,最近几年,松下对既有的产品系列进行了局部功能升级,实现了快速对应,例如:在原先MINAS A6的基础上,形成了支持直线、音圈、DD电机的A6V系列低压直流驱动器;增加了免维护的无电池绝对式编码器电机。此外,在A6B的基础上,增加了可传感器直连的、模拟量闭环位置控制型A6BU系列,可用于纠偏、间隙控制等应用场景;增加了直线龙门控制型A6BN系列,通过对龙门机构的扭转补偿,实现了平稳提速。

  其中,尤为值得一提的是,为了协助用户提高整体系统的响应能力,针对一些特殊的现场工艺段,松下把以前需要通过上位机来控制的、要求及时纠正和及时响应的部分功能都集成在伺服里(如A6系列中的龙门控制、蛇形纠偏功能等),系统不再依赖上位机,而是可以在伺服中直接执行,从而大幅提升了系统的响应速度,并有助于降低系统成本;同时,也减轻了上位机的工作量,令其能够有更大的容量空间去处理其他高等级的数据分析工作。

  另一方面,今年9月份,松下全新推出的MINAS A7系列伺服驱动器,则是在产品的各项关键性能指标上再次实现了创新突破,令到松下又一次站在了伺服行业市场的前端。

  瞬时响应,AI智能调试成为亮点

  “瞬时响应”——是这款A7系列伺服驱动器的主打特色,实际上,这指的是其在生产现场对于设备端、现场调试端、应用功能段的快速响应。

  就A7系列伺服的特点,汪树民介绍说:“A7系列在速度响应频率、搭配的编码器分辨率,以及最短通讯周期等性能指标上均达到了目前业界领先水平,而且都是实打实的数据;另外,在以往的伺服调试方面一般需要比较专业或是熟练的工程技术人员来操作,调试过程也较繁琐,但现在,借助松下多年来在伺服开发应用上积累的丰富经验,可以为AI人工智能模型提供准确、多样的训练样本,而这一AI人工智能技术也被导入在A7系列的调试部分,使得系统不再依靠人力,就能根据复杂的负载变化,快速调出最佳的运行状态。”

  具体来看,在设备端,A7系列速度环的响应频率从上一代产品的3.2kHz一跃提升到了4.0kHz,成为业界领先指标;A7系列搭配的编码器分辨率也升至27bit这一行业新高度;电机最高转速到达7150r/min;最短通信周期则为62.5us。正是基于这些优秀的性能指标,令松下能够帮助半导体制造设备、高精密加工机床等高端应用领域的客户实现高速、高精度、高节拍生产控制,满足客户对于同步特性、定位精度、振动抑制更高的要求,同时通过其具备的劣化诊断功能,还能协助用户提前掌握设备维护状态。

  在现场调试端,A7系列新增了超高精度AI自动调整功能,在提升调整精度的同时,摆脱了对熟练工的依赖,提高了伺服调整作业的效率。系统从调试时间和调试精度这两个侧重点入手,设有“专业调试”、“快速调试”、“立即运行”三种可选模式,用户可根据需求进行选择,通过智能化伺服,快速实现工程师和伺服之间的最佳协调,减少了工程启动和调试的时间。

  而针对一些需要快速响应的应用功能段,在原先产品的基础上,A7系列进一步将更多的控制功能内置于伺服中,无需上位控制器即可实现特定功能,如:传感器直连即可实现自动聚焦控制、蛇行控制、压力控制(开发中)、龙门控制(开发中)等,在实现高速控制的同时,也消减了程序开发的工时。

  据悉,按照目前的计划,A7系列将在2024年初正式面向全球市场统一发售,这款产品的研发工作全部由日本本部负责,因此最初会在日本龙野工厂进行生产,同时中国珠海工厂也已经在做相应的生产导入准备工作,未来将很快实现中国本地工厂的生产和供应。

  合作开发,助力中国高端装备发展

  除了传统优势领域——3C电子制造之外,近几年松下正积极拓展更多新的细分行业市场,其中包括锂电、半导体、新能源设备等等。在今年的上海工博会上,松下专门开辟了外部合作成果展示区,重点展出了松下与雅科贝思(直驱电机)、隐冠半导体(超精密平台)、山里智能(上位控制)、北京精雕(精密机床加工)等目前国内优秀企业在高端装备行业的合作成果。

  对此,汪树民说道:“中国制造业正处于重要转型期,对于先进制造技术的需求尤为迫切,不同行业的应用特点各异,对于一些新的市场领域,松下会通过导入具有较强行业背景的优秀合作伙伴,形成合力,强强联手,相互协作,来共同推进市场开发动作,这也是我们现阶段快速切入热点行业市场的重要战略之一。”

  以半导体制造为例,得益于松下在日本半导体产业设备开发中的Know-how技术积累,公司很早就开发出了面向第三方开放的直驱伺服驱动器,并且从Minas A4L系列、A5L系列、A6L系列经过近20年不断迭代,经受了市场验证,性能高效、品质稳定。身处于当前中国半导体产业链的建设高潮中,松下正与更多的合作伙伴联合攻略,助力国内半导体制造实现快速升级。例如:在与杰赫智、雅科贝思等联合开发的晶圆寻边机中,采用松下超薄型A6V直线电机伺服驱动器,实现了高性能、高精度轴控,且大大减少了占用体积;在与隐冠半导体共同开发的半导体前道纳米直驱平台方案中,通过运用松下A6BL伺服和GM1E运动控制器,使得该微距调整平台最高可达到5纳米分辨率,可满足对于定位精度和重复精度有较高要求的半导体、平板显示和光纤对准设备的应用要求。

  在精密数控机床领域,北京精雕的一款明星产品——JDGR50五轴高速加工中心里同样也有松下伺服的“身影”。这台采用全闭环控制技术和五轴RTCP技术的专用机床加工设备配置有松下A6伺服系统,在狭小的加工空间内,系统仍然能够保证高刚性、平稳性和高精度,从而实现对小尺寸高精密复杂零件的加工工作。

  除此之外,在机器人系统开发中,松下FA事业部也积极配合行业客户以及松下内部相关的业务板块(如唐山松下产业机器有限公司等),在焊接机器人、SCARA机器人、六自由度关节机器人等方面展开合作,为他们提供优质的运动控制产品部件。

  拥抱开放、融合的产业新生态

  谈到近期行业的发展动态,汪树民表示,以运动控制器网络化升级所带来的网络型伺服的发展,使得网络型伺服替代脉冲型伺服逐渐成为了伺服市场的主流,这一趋势今后还将延续,追求更高速、更稳定的通信、更实时的响应速度、更便利的操作使用,是这一时期伺服发展的重点。

  伴随着中国制造业转型升级的加速,工厂产线自动化正朝着数字化、网络化、智能化的方向迈进,拥抱开放、融合的制造业新生态成为了当前行业的主旋律,而其中,一套强有力的运动控制系统显得越来越重要。为此,今年松下隆重推出了一款集小型装置所需功能于一体的GM1运动控制器,这也是松下在运动控制器领域开发的首款产品,它同时支持松下独有的RTEX实时工业以太网标准协议以及 EtherCAT、Ethernet/IP、Modbus-TCP等多种市场主流的以太网标准协议,为设备及产线的高速、高精度生产提供有力的技术支撑,未来,松下也将围绕这款产品打造一系列为中国企业量身定制的工业自动化解决方案。

  “中国依然是松下自动化非常重要的市场,我们会加大对中国市场的研发投入,通过持续精进产品性能,继续深耕行业应用。正如此次推出的A7系列伺服,除了延续松下MINAS A6以来的产品序列之外,新一代A7伺服包含总线控制(EtherCAT\RTEX)系列、传统脉冲/模拟量/Modbus控制系列都将陆续推出;与此同时,AI人工智能、边缘计算、超高速通信、劣化诊断、远距离监控等等,都将是未来的发展方向,这些先端的理念也融合在了我们A7系列的产品设计之中,期待它能够给大家带来更好的使用体验。”汪树民总结道。

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