周潮亮 

周潮亮，ISO和中国国家机械安全标准委员会委员；中国仓储与配送协会安全专家。20年安全行业从业经历。参与和制定过多项ISO及中国国家标准。从0到1建立并部署过世界500强企业内部工业用无人驾驶车辆和仓库安全全球标准。

大家上午好！非常荣幸能在此进行技术分享，同时感谢会议主办方的邀请，今天我分享的主题是磁悬浮技术在包装线的运用及安全策略。

自动化运输系统是大型设备设计的关键部分，它连接着各个生产单元，保障生产过程的高效以及无缝衔接。其技术布局、质量与运行效率，直接关系到制造企业的运营效益。除传统的皮带式、链条式、齿轮及步进梁结构线体之外，当前，一种由直线电机驱动的智能输送系统逐渐进入大众视野，在自动化生产线传输和装配环节的应用日益广泛，如新能源电池/电芯自动化组装生产线、无菌自动化灌装产线、3C/半导体自动化产线、汽车组装重负载输送线等。该磁悬浮技术主要基于直线电机原理，磁体以近乎无摩擦的方式实现控制，其下方的轨道具备灵活性强的显著特点，可根据需求调整为直线、弧形等形态，还能随意扩展；轨道上方的小车速度较快，可达2米/秒。

这种由直线电机驱动的智能输送系统属于智能柔性线体（Flexible Manufacturing System），也被称为磁悬浮输送线、磁驱环形线、动磁式输送线、环形直线电机输送线等。实际上，磁悬浮输送线系统在国外已是相当成熟的输送技术，其不受机械限制的设计，能实现产品一键更换，简化了机械设计；通过减少复杂的工具加工，可轻松完成升级，减少停机时间，加快操作速度；借助直接驱动技术，降低了能耗。与传统系统相比，磁悬浮输送线凭借易于集成、采用标准工业通信协议及软件配置的移动配置文件，实现了快速、简便的切换，且移动部件更少，所需维护更少、停机时间更短，速度也更快。

这里展示的是轻载型磁悬浮，此外还有重载型磁悬浮线，可承担近1吨的负载。无论重型还是轻型，在安全策略方面都需关注紧急状态下的安全停止问题。例如，设备在正常运行中突然断电，依据前述的无摩擦原理，只能以自由惯性停车，这存在一定危险性，因此在制定安全策略时需采取针对性控制措施。

应用该技术，我们能以全新方式，利用紧凑框架在单机设备上完成投料工作，包括纸箱成形、盒面包装和封口，这不仅缩减了占地面积、节约了空间，还具备更高的速度以及极强的灵活性与便利性。经验证，其机械稳定性良好，有效缩短了单箱处理周期和时长。磁悬浮技术能够实现精准控制，降低能耗，因其特性，适用于小批量、多批次、多品种生产，有助于流水线覆盖全产品制造。

生产过程中，人员会进入流水线处理异常，这就带来了安全问题，产线需在人员接触时保障其安全，为此我们制定了相应安全策略。第一个安全解决方案是安全扫描仪，它基于光电漫反射原理，人员进入时会使设备产生相应安全响应，且设定便捷，如视频所示，可根据需要划定安全检测区域。当然，它仅能检测非透明物质，以识别更细小的被检测物或人员。这种应用的优势在于实现了柔性生产。它实际上类似一种电子围栏，编程时可设定不同区域，从4张图中能看出分为两个区域：黄色为警告区，红色为安全停止区。人员进入第一层区域时会发出警告，进一步侵入红色区域则会触发安全停止。考虑到残余风险，安全扫描仪无法实现三维扫描，因此在一些高风险区域，我们会用安全雷达进行补充，如视频图片所示，安全雷达的扫描面是三维的。从右侧图片可见，无论人员在地面还是登高检修爬到机械臂上，都能被检测到。

前面提到的安全解决方案最终都需要安全停止，而考虑到柔性要求，我们需探索不停机的可能性。这就需要了解人员进入产线后与运动部件碰撞时所受的力和压强，以及人体是否能够承受。左侧是测试机械手从上往下碰撞左侧仪器的过程，碰撞后试纸上产生的颜色变化展示在中间图片中。颜色变化对应着不同的撞击力和压强，我们会将这些数值与相关标准核对，这里应用的是国家标准GB/T36008（协作机器人的ISO/TS）。只需将测试得到的撞击力与国标中列出的力和压强对比，若小于国标值，理论上设备可不停机（面部撞击除外）。但需注意，这里的力和压强值对应的是疼痛阈值，而非受伤阈值。另外，投屏中彩色部分分别对应准静态接触和暂态接触。一般情况下，应尽量多采用暂态接触，少用准静态接触。因为碰撞存在两种可能：一种是碰撞后直接停止，此时撞击力持续作用，属于准静态接触；另一种是暂态接触，碰撞发生0.5秒内机器会启动回退功能，相对而言，其对人体的压强和力影响较小。因此，列表右侧靠下部分的许多数字为2，代表左侧黄色区域的力和压强可接纳2倍值，这在制定解决方案时极为有利。因为若要使撞击力非常小，磁悬浮线的速度就需降至250毫秒/米，这会严重影响生产柔性。

磁悬浮输送系统，它是一种运用直线电机的新方式，通过磁体以无摩擦推进的方式精确控制运动，由磁驱电机模块、控制系统与环形导轨组合而成，是一种新型智能输送线。其设计灵活、更换快速，直线段和弧形段可无限组合，能满足设计、生产和空间需求，也是先进制造领域一项细分技术的发展趋势。

以上便是我今天的简要分享，谢谢大家！