智能柔性環形生產線，在“中國制造2025”和“十四五”規劃中，5G通信被作為新的基礎設施項目提出，并在此背景下衍生出十大應用場景。智能制造作為十大應用場景中制造業轉型升級的重要組成部分，是企業長期發展目標之一。智能柔性環線是指企業的設備、工藝、產品、作息、生產能力、擴張和生產都是“柔性”的。柔性環線作為企業自動化改造的新技術，正好契合了制造柔性化的特點，已逐步推廣應用。詳細闡述了智能柔性環線的組成、配套設備、發展及功能特點，介紹了智能柔性環線的最新發展及其在動力電池制造中的應用。

1、智能柔性環線的組成。

環線由三個模塊組成，即定子、動子和控制器。

2、智能柔性環線配套設備。

(1)機械手-循環生產線的執行機構。

機械手發出操作指令后，需要機械手自動執行工作過程，一般由行走機構、傳動裝置、檢測裝置、控制系統和復雜機械等組成。它不僅可以運行預編程的程序，還可以按照人工智能技術的原理方案進行操作。用手代替各種復雜高精度的操作！

(2)隨動電機——無電纜拖動。

伺服電機是控制伺服系統中機械元件運行的發動機。它是間接調速的助推器，可以使控制速度和位置精度非常精確。在自動控制系統中，它作為執行機構，具有機電時間常數小、線性度高、啟動電壓低的特點，可以將接收到的電信號轉換為角位移或角速度輸出。

(3)傳感器——圓線條的“觸摸”。

在現代工業生產中，特別是在自動化生產過程中，需要使用傳感器對生產過程中的各種參數進行監控，使設備處于正常工作狀態，產品達到要求的質量要求。傳感器是實現自動檢測和控制的第一步。

(4)工業相機——圓形線視野。

工業相機是機器視覺系統的關鍵部件。它安裝在環線上代替人眼進行測量和判斷。通過將捕獲的圖像信號轉換成圖像信號，將其傳輸到特殊的圖像處理系統。系統通過對這些信號進行各種運算，提取目標的特征，然后根據識別結果控制現場設備的動作。

3、智能柔性環線的發展及特點。

國力科技的第三代智能柔性環線。

自動環線是現代工業制造線發展演變的重要基礎設施。第一代產品多為鏈條/摩擦傳動(螺桿、凸輪)，對應工業制造1.0時代的手工生產線；第二代產品以旋轉伺服系統為主，適用于工業制造2.0/3.0時代的半自動和自動生產線。

隨著工業的深入和工業智能化進程的加快，傳統設備自動化程度低、能耗高、速度慢、精度低、設計制造周期長的問題日益突出，難以滿足工業4.0時代柔性制造和高精度應用場景的制造需求。市場急需更智能的第三代環行產品。

在此背景下，國力科技于2015年10月成立，專注打造第三代磁懸浮智能柔性環線產品，并推出iTS智能柔性線解決方案。公司全系列產品重復定位精度更高，運動過程中輸電線路動態平滑度、隨動等指標可提升數倍。還支持與軟件對接，用于通過讀取動子上測量設備的數據來適應不同工藝、非固定節拍的生產應用，從而配合柔性制造、小批量、多品種生產，支持工業大數據傳輸，降低升級成本。同時，產品在價格上比國外競爭對手有更大的優勢，交付速度也是基于本土相對于海外企業的優勢。

目前，國力科技第三代柔性環傳輸線經過多年的產品開發和積累，已經從小批量生產走向成熟商用階段，生產規模和銷售渠道進一步擴大，預計未來三年將實現年均兩次增長。

(1)技術差異。

①普通直線電機。

市場上一般采用普通直線電機。主要特點是同一線圈中只能控制一個動子，無法實現兩個直線段或圓弧間隙之間的精確定位。動子在運行時，需要刻意避開接頭，同時也不可能在圓弧處增加工藝工位，這就大大浪費了生產空間和生產效率(如圖1所示)。

②李國技術——其磁懸浮控制技術。

國力科技采用磁懸浮動力，其特性與普通直線電機有質和量的區別。首先，動子屬于磁動子，在直線段的一個線圈中可以同時控制六個動子，每個動子之間的間隙只有10毫米。在運行過程中，它的主要特點是線圈不會隨著磁鐵移動。其次，可以在直線段和圓弧處加站生產，無需刻意避開接頭，最大的動子可以在最短的距離內通過，實現高效率、高產量、高質量。

(2)傳統生產線設備的“痛點”。

(1)設計生產周期長，投資大，專屬性強；

②自動化程度低，生產效率低，設備笨重，能耗高；

③速度低、噪聲大、精度低，難以適應高精度應用；

④同步系統難以適應不同的流程和非固定節奏的制作；

⑤不靈活，生產線升級成本高，生產區域廣。

(3)智能柔性環線設備的優勢。

(1)模塊化產品，設計制造周期短，投資少，通用性強，便于后期維護；

②生產線高速高加速運行，生產效率高，設備輕，安裝容易，能耗低；

③控制精度高，噪音低，極其適合中高端應用；

④異步控制，無拖纜；

⑤制造靈活，適應品種小批量生產，升級成本低；

⑥信息化和工業大數據生產高度智能化，導致生產智能化。

(4)智能柔性環線設備的技術特點。

(1)無休止的圓周運動；

②無拖纜；

③磁懸浮技術；

④采用直接驅動技術；

⑤速度快，控制精確；

⑥同步或異步運動；

⑦弧形可用于放置生產工位，不受拼接區域的限制。

(5)智能柔性環線設備的技術優勢。

①無線控制系統；

②二級控制功能，同時控制氣缸、真空吸附和伺服動作，配合視覺檢測系統精確定位；

③弧形模塊與直線模塊間隙重復定位精度一致；

④無磁跳，適合視覺掃描應用；

⑤單個模塊中有6個可控動子，間隙為10毫米；

⑥ PLC調度軟件成熟，控制無需二次規劃；

⑦自主研發，模塊化產品，維護方便，節約能耗，降低運營成本。

目前，智能柔性環線的主要應用領域包括:食品加工、包裝印刷、智能物流倉庫、醫療產品生產、電池制造、液晶面板制造、光伏面板制造、3C消費電子加工組裝、半導體制造、汽車零部件制造組裝等。

目前，國力科技開發的iTS智能柔性線路可分為環線、連接線和重載線。

4、實際應用案例。

(1)智能柔性環線在動力電池制造和整車制造中的應用。

近年來，新能源汽車制造產業鏈發展迅速。得益于政府政策的支持和人們對低碳生活的向往和追求，如何在新能源汽車制造的高速軌道上快速贏得用戶的心，搶占市場份額，是整個產業鏈上下游都需要加快步伐，優化生產線，縮短交付時間，才能趕上這條高速公路， 使企業能夠在短時間內獲得超高的業績和豐厚的利潤，從而進行再投資，通過持續增產為企業帶來源源不斷的利潤。

企業在談及新能源汽車動力電池級整車的制造過程、優化生產線或提出或設立投資項目時，都必須面對前者“舍不得放棄”、后者“在時間和成本之間難以抉擇”的選擇。解決大生產的心病，需要大刀闊斧的改革創新，知己知彼才能百戰百勝。動力電池制造過程中，有十個生產工序:正、負極均化車間、鍍膜車間、壓延車間、正、負極。用于智能柔性環形線生產過程:流水線、注液、正電極帽焊接密封、噴碼裝板(含檢驗等)。).以裝配線為例，市場上第一代、第二代、第三代生產線每分鐘分別生產60節、130節、220節電池，生產線基本無法滿足企業多類型、高產量的要求。在生產過程中，需要高精度的定位控制來實現精確生產，如注液、正蓋焊接接頭、噴碼裝車、檢測等。此外，由于各種類型電池的注液量、焊接接頭和噴碼裝載的差異，如何整合和控制生產節奏將是一個巨大的挑戰。在動力電池模塊和電池組封裝的后期，線路負載的增加和攜帶動能的減少也會影響生產效率。因此，高線負荷、高速度、高加速度是動力電池制造和車輛裝配必須解決的問題。同時，必須保證高精度，滿足各種生產。iTS智能柔性環線、單軌水平連接重載線、雙軌水平連接重載線的應用，將滿足新能源汽車從動力電池制造到整車制造各個環節的需求。

環線和變軌環線用于動力電池裝配線、注液、正電極帽焊接和密封、噴碼和裝板(包括檢驗等)。)，等等。，滿足高速、多產品生產的要求。

單軌水平連接重載線和雙軌水平連接重載線可應用于動力電池模塊及Pack封裝環節和整車裝配環節，滿足高負荷、高速移動多工序生產裝配的需求。

(2)智能柔性環線應用于芯片制造行業。

半導體制造業包括很多領域，這些領域有很多復雜的工藝。柔性回線應用于半導體行業制造領域中的中間階段封裝集成、后期組裝、封裝和運輸，實現高速、高產率生產，滿足市場需求。針對目前半導體制造業市場芯片短缺帶來的困境，提出了一種科學的解決方案——iTS智能柔性線解決方案，其中整個環形線采用模塊化制造，非常便于后期擴展。在此基礎上，介紹了智能交通系統智能柔性變軌圓線路?？紤]到芯片制造工藝的復雜性和對智能生產線的依賴性，需要科學地進行特殊工藝加工和擴展。例如，為了加快芯片制造中后期的生產節奏，通過整合環形線的生產節奏，可以在環形線上、換軌處和換線后增加工序，按照最快的生產節奏進行生產，使整條生產線形成高速閉環運動，從而實現多規格、超高產能生產，如圖7所示。

5、結論

制造業的變革帶來了整個時代的進步。智能柔性線的應用不僅改變了企業的產出，也體現了技術創新帶來的“質”的飛躍。