開啟工業自動化新時代-松下MINAS A7伺服系統

引言

松下 MINAS A7 伺服系統憑借其在運動控制領域的深厚技術積累和持續創新，為工業自動化帶來了全新的解決方案，開啟了一個穩定迅速、準確、智能的新時代。它不只是滿足了傳統工業對設備性能提升的需求，更為新興產業如半導體制造、較高的級別裝備制造等提供了關鍵的支撐，更助力企業在激烈的市場競爭中脫穎而出，實現可持續發展。

一、產品特色

（一）瞬時響應，出彩性能

松下 MINAS A7 伺服系統在性能表現上堪稱出色，其速度響應頻率高達 4.0kHz 以上 ，相較于上一代產品的 3.2kHz，提升幅度達到了 125%。這一明顯的提升使得系統能夠對指令做出更為迅速的響應，對外部干擾進行更迅速的修正。以半導體制造設備中的晶圓切割工序為例，在高速運轉的切割過程中，MINAS A7 伺服系統憑借其高速度響應頻率，能夠準確地控制切割刀具的位置和速度，即使遇到微小的干擾，也能迅速調整，從而有效避免切割偏差，確保切割精度達到微米甚至納米級，大幅提高了產品的良品率。

其編碼器分辨率達到了 27bit，這一業界超群的數值，意味著每轉可提供 1 億 3420 萬脈沖的超高精細度的位置反饋，是舊產品 23bit 分辨率的 16 倍。在精密裝配領域，如手機攝像頭模組的組裝，如此高的編碼器分辨率能夠使機械臂精確地抓取和放置微小的零部件，實現高精度的定位，確保攝像頭模組的光學元件能夠準確對齊，從而提高攝像頭的成像質量。電機的極高轉速可達 7150r/min，在不改變電機尺寸的情況下提高了輸出功率，操作范圍進一步擴大到 110%。在包裝行業的高速灌裝生產線中，MINAS A7 伺服系統驅動的電機能夠以高轉速穩定運行，迅速完成灌裝動作，并且在高速運轉下仍能保持精確的位置控制，確保每個容器都能被準確無誤地灌裝，很好的提高了生產效率。此外，該系統的極短的通信周期只為 62.5μs ，是舊產品 125μs 的一半，能夠更快速地響應高速控制器的控制周期，實現更精細的控制。在自動化流水線上，各個設備之間需要進行快速、準確的通信和協同工作，MINAS A7 伺服系統的超短通信周期能夠確保設備之間的指令傳輸及時、穩定，實現高效的生產流程，減少生產延誤。

（二）AI 智能調試，穩定迅速便捷

MINAS A7 伺服系統引入了出色的 AI 技術，新增了超高的精度 AI 自動調整功能，為工程師帶來了前所未有的調試體驗。該系統提供了 “專業調試”“快速調試”“立即運行” 三種調試模式，滿足不同場景下的需求。

“專業調試” 模式由 AI 執行行家判斷，即使是面對需要熟練技術人員花費幾天時間才能完成的復雜調試任務，AI 只需設置條件即可自動完成，輕松實現 μm 級的調試。在實裝機、涂布設備、加工機等對定位精度要求極高的設備調試中，AI 能夠根據設備的運行數據和預設條件，自動優化各項參數，實現超越熟練技術員的定位精度，可使整定時間縮短 45%。

“快速調試” 模式大約只需 1 分鐘，通過三步操作，在短時間內對設備進行優化。驅動器能夠自動掌握設備特性，在控制余量范圍內實現自動調試，還可考慮老化和個體差異的調整余量。當設備進行零部件變更或放置場所變更時，能夠針對特定項目進行精確自動再調整，確保設備始終處于比較好運行狀態。

“立即運行” 模式則更為便捷，運行時根據設備負載進行自動調試，可輕松實現設備穩定運行。當設備移動時，伺服驅動器可根據設備負載進行實時簡易調試，操作完成時調試也隨即完成。這一模式特別適用于一些對調試時間要求緊迫的場景，如生產線的緊急啟動或臨時調整，能夠很好的節省調試時間，提高生產效率。

（三）功能集成，控制升級

A7 系列伺服驅動器進一步將更多的控制功能內置于伺服中，無需上位的控制器即可實現特定功能，這一創新設計為工業自動化帶來了更穩定迅速、更靈活的控制解決方案。通過傳感器直連，即可實現自動聚焦控制、蛇行控制、壓力控制（開發中）、龍門控制（開發中）等多種功能。在激光加工機中，傳感器直連反饋的自動聚焦控制功能能夠實時檢測工件表面的高度變化，伺服驅動器根據傳感器數據迅速調整激光頭的位置，確保激光始終聚焦在工件表面，從而實現高精度的加工，有效避免因聚焦不準確而導致的加工質量問題。在鋰電池卷繞機中，蛇行控制功能能夠精確控制卷繞過程中電極片的位置，避免出現蛇行偏差，提高卷繞質量和生產效率。在壓力控制方面（開發中），伺服驅動器可直接接收壓力傳感器的輸入信號，通過在驅動器內的全閉環控制，實現高響應、穩定運行控制。在沖壓加工機中，這種壓力控制功能能夠根據不同的沖壓工藝要求，精確控制沖壓壓力，確保沖壓件的質量穩定，同時減少設備的磨損和能耗。高精度龍門控制（開發中）的功能為龍門結構增加了高度協調控制、易用性和安全功能。通過龍門扭曲補償（表格方式和實時方式），能夠有效的提高定位的精度和運行速度。在基板檢查工具中，龍門控制功能使得設備能夠快速、準確地移動檢查探頭，實現對基板的完整、穩定迅速的檢查。

二、應用場景

（一）半導體制造

在半導體制造這一高精尖領域，松下 MINAS A7 伺服系統發揮著不可或缺的關鍵作用，為芯片的微細化和多層化發展提供了強有力的支持。以旋涂機為例，它通過高速旋轉晶片，將藥液均勻地鋪展在晶片表面，從而實現薄膜化。在這個過程中，MINAS A7 伺服系統憑借其高達 7150r/min 的電機最高轉速，能夠迅速驅動旋涂機的旋轉部件達到所需速度，并且在高速旋轉過程中，利用其出色的速度響應頻率和超高的編碼器分辨率，精確控制旋轉的速度和穩定性，確保藥液能夠均勻地分布在晶片上，膜厚的均勻性控制在極小的誤差范圍內，滿足半導體制造對薄膜均勻性的嚴格要求。

模切機在半導體制造中用于將晶圓切割成微細的 IC 芯片，對定位精度有著極高的要求。MINAS A7 伺服系統的編碼器分辨率達到 27bit，每轉可提供 1 億 3420 萬脈沖的超高精度位置反饋，使得模切機在切割晶圓時，能夠精確地控制切割模具的位置，實現高精度的切割。即使是面對尺寸極小的芯片切割需求，也能確保切割邊緣的整齊和芯片尺寸的精確，有效提高芯片的生產質量和良品率。

芯片移載機負責將芯片從一個位置搬運到另一個位置，需要實現高速拾取和準確定位。MINAS A7 伺服系統的高速度響應頻率和短通信周期，使其能夠快速響應上位機的指令，迅速驅動機械臂完成拾取動作。同時，通過 AI 進行的超高精度調整功能，能夠抑制機械臂在運動過程中的細微振動，確保芯片在拾取和放置過程中的穩定性和準確性，實現微細芯片的高速、高精度移載，滿足半導體制造生產線對芯片移載效率和精度的雙重要求。

IC 處理器在工作過程中需要頻繁進行加減速操作，并且要承受高負載。MINAS A7 伺服系統不只是具備強大的過載能力，其過載時的工作時間增至原來的 1.9 倍，能夠在高負載狀態下穩定運行，保證 IC 處理器在反復加減速過程中不會因過載而出現異常停止的情況，確保了半導體制造過程的連續性和穩定性。

（二）加工設備

在各類加工設備中，松下 MINAS A7 伺服系統同樣表現出色，通過提升自身性能，為加工精度和質量的提升做出了重要貢獻。在金屬加工機中，隨著產品對精度要求的不斷提高，納米級超精密加工成為趨勢。MINAS A7 伺服系統的編碼器分辨率達到 27bit，配合 4.0kHz 以上的速度響應頻率，能夠實現對加工刀具位置的超精確控制。在加工過程中，即使是面對微小的加工誤差，系統也能迅速做出調整，確保加工精度達到納米級，有效抑制加工不均的現象，滿足金屬加工對高精度的嚴苛要求，提升產品的表面質量和尺寸精度。激光加工機在加工過程中，需要根據工件的形狀和高度變化實時調整激光頭的位置，以確保激光始終聚焦在工件表面，實現高質量的加工。MINAS A7 伺服系統的傳感器直連自動聚焦控制功能，能夠實時檢測工件表面的高度變化，伺服驅動器根據傳感器數據迅速調整激光頭的位置，使激光始終保持比較好的聚焦狀態。在加工高度不均勻的工件時，系統能夠快速響應，對激光頭的位置進行精確補償，確保加工質量的一致性，實現質量佳的激光加工。

沖壓加工機在工作時需要精確控制壓力，以確保沖壓件的質量。MINAS A7 伺服系統通過其強大的壓力控制功能（開發中），可直接接收壓力傳感器的輸入信號，通過在驅動器內的全閉環控制，實現高響應、穩定的壓力控制。在沖壓過程中，系統能夠根據不同的沖壓工藝要求，快速調整壓力大小，確保沖壓件的尺寸精度和表面質量，同時減少設備的磨損和能耗，提高沖壓加工的效率和穩定性。

注塑機在注塑過程中，填充壓力的穩定性對產品質量至關重要。MINAS A7 伺服系統的傳感器直連反饋（壓力控制）功能，能夠實時監測注塑過程中的壓力變化，并根據預設的壓力曲線進行精確調整，使填充壓力保持穩定。這有效地抑制了填充不良和毛刺的發生，提高了注塑產品的質量和生產效率，減少了廢品率。

折彎機在進行折彎加工時，需要精確控制折彎的角度和壓力，以確保折彎的精度和質量。MINAS A7 伺服系統的傳感器直連反饋（壓力控制）功能，通過伺服系統內的全閉環控制，實現了位置和壓力控制的穩定迅速又準確的折彎加工。在折彎過程中，系統能夠根據不同的板材材質和厚度，快速調整折彎的角度和壓力，確保折彎的精度控制在極小的誤差范圍內，提高了折彎加工的質量和效率。

（三）其他工業自動化場景

松下 MINAS A7 伺服系統在工業自動化的眾多其他場景中也有著眾多的應用，展現出出色的性能和強大的適用性。在機床領域，無論是普通機床還是數控機床，MINAS A7 伺服系統都能為其提供準確的運動控制。在機床的切削加工過程中，系統能夠根據加工工藝的要求，精確控制工作臺和刀具的運動速度和位置，實現高精度的切削加工。在進行復雜輪廓的加工時，系統的高速度響應頻率和高精度定位能力，能夠確保刀具按照預設的軌跡準確運行，保障加工精細度和表面質量，提高機床的加工效率和可靠性。

機器人作為工業自動化的重要執行機構，對伺服系統的性能要求極高。MINAS A7 伺服系統能夠為機器人提供強大的動力支持和準確的運動控制。在機器人的關節驅動中，系統的高扭矩輸出和快速響應能力，使機器人能夠快速、準確地完成各種動作，如抓取、搬運、裝配等。同時，通過智能化的調試功能和故障診斷功能，能夠提高機器人的運行穩定性和維護便利性，降低機器人的運行成本和故障率。

包裝機械在包裝過程中，需要實現物料的精確計量、輸送和包裝。MINAS A7 伺服系統能夠精確控制包裝機械的各個運動部件，如輸送帶的速度、包裝封口的位置等。在高速包裝生產線中，系統的高速響應和高精度定位能力，能夠確保包裝動作的準確性和一致性，提高包裝效率和包裝質量，減少物料的浪費和包裝次品率。

印刷設備在印刷過程中，對套印精度和印刷速度有著嚴格的要求。MINAS A7 伺服系統能夠精確控制印刷設備的印刷滾筒、紙張輸送機構等部件的運動，實現高精度的套印。在高速印刷過程中，系統的高速度響應頻率和短通信周期，能夠確保各個部件之間的協同工作，確保印刷質量的穩定性和一致性，提高印刷效率和生產能力。

紡織機械在紡織過程中，需要實現紗線的精確輸送、卷繞和編織等動作。MINAS A7 伺服系統能夠為紡織機械提供穩定、精確的運動控制。在紗線的卷繞過程中，系統能夠根據卷繞工藝的要求，精確控制卷繞速度和張力，確保卷繞的質量和穩定性。同時，通過智能化的調試功能和故障診斷功能，能夠提高紡織機械的運行效率和維護便利性，降低紡織生產的成本和故障率。

三、規格陣容參數

（一）伺服驅動器

松下 MINAS A7 伺服系統的伺服驅動器陣容強大，具備多種類型以滿足不同工業場景的復雜需求。其中，支持開放性網絡協議 EtherCAT 的伺服驅動器包括標準型 A7BE、多功能型 A7BF 和特殊功能型 A7BR，它們適用于旋轉電機；還有標準型 A7BL、多功能型 A7BM 和特殊功能型 A7BV，用于直線 / DD 電機 。這些驅動器支持位置 / 速度 / 轉矩控制以及全閉環控制，可連接外部位移傳感器，配備安全連接器，能實現高精度、高穩定性的運動控制。在高精度數控機床中，A7BF 多功能型驅動器憑借其全閉環控制功能，結合外部位移傳感器的實時反饋，能夠精確控制機床刀具的運動軌跡，確保加工精度達到微米級，滿足復雜零件的加工需求。支持高速通信 Realtime Express 網絡的伺服驅動器同樣涵蓋多種型號，標準型 A7NE、多功能型 A7NF 和特殊功能型 A7NR 適用于旋轉電機，標準型 A7NL、多功能型 A7NM 和特殊功能型 A7NV 用于直線 / DD 電機 。它們具備與 EtherCAT 網絡驅動器相似的控制方式和接口特性，在需要高速通信和同步運動控制的自動化生產線中，如汽車零部件的高速裝配線，A7NF 多功能型驅動器通過 Realtime Express 網絡，能夠與其他設備實現快速、準確的通信，確保各個裝配動作的同步進行，提高生產效率和裝配精度。

（二）伺服電機

伺服電機方面，松下 MINAS A7 提供了豐富的選擇，不同慣量的電機適用于各種不同的應用場景。高慣量的 MHMG 電機，功率范圍從 50W 到 1.0kW（額定轉速 3000r/min） 以及 1.0kW 到 5.0kW（額定轉速 2000r/min，開發中） ，具有較強的抗負載變化能力和穩定性，適用于需要穩定運行和承載較大負載的設備，如大型機床的進給系統，能夠在高負載下保持穩定的運行，確保加工的精度和效率。

中慣量的 MGMG（開發中，850W - 4.4kW） 和 MDMG（開發中，1.0kW - 5.0kW）電機，兼具一定的響應速度和負載能力，適用于一些對速度和負載都有一定要求的設備，如工業機器人的關節驅動，能夠在保證機器人運動速度的同時，承受一定的負載，實現精確的動作控制。

低慣量的 MSMG 電機（開發中，50W - 5.0kW）則具有快速響應的特點，適用于需要快速啟停和高動態性能的應用，如電子設備制造中的高速貼片機，能夠快速、準確地拾取和放置電子元件，滿足生產線對高速、高精度的需求。

（三）支持軟件

為了進一步提升用戶體驗和系統調試效率，松下 MINAS A7 伺服系統配套了功能強大的支持軟件。即將推出的伺服電機調試軟件擁有豐富的調試功能，可支持伺服電機整套的調試工作，從伺服啟動、參數設置到試運行，再到運行狀況的確認以及維修、故障排除等各個環節，都能通過該軟件高效完成。在設備安裝和調試階段，技術人員可以利用該軟件快速對伺服電機進行初始化設置，根據實際需求調整各項參數，并通過試運行功能實時監測電機的運行狀態，及時發現并解決潛在問題，很好的縮短了調試周期，提高了設備的上線速度。

伺服電機選型軟件則是一款智能化的工具，它能夠根據機構要素的組合，如負載大小、轉速要求、控制精度、安裝尺寸等參數，自動選擇合適的電機容量以及選購品。在項目設計階段，工程師只需輸入相關的應用需求參數，該軟件就能快速篩選出**匹配的伺服電機型號，并提供詳細的產品參數和選配建議，幫助工程師做出科學、合理的選型決策，避免了因選型不當導致的資源浪費和設備性能不佳等問題，提高了項目的整體質量和效益。

四、總結與展望

松下 MINAS A7 伺服系統憑借其出色的產品特色、眾多的應用場景以及豐富的規格陣容參數，在工業自動化領域展現出了強大的實力和獨特的價值。其瞬時響應的超群性能，為工業設備實現高速、高精度控制提供了堅實保障；AI 智能調試功能極大地提高了調試效率，降低了對技術人員的依賴；功能集成化的設計則為工業自動化帶來了更靈活、高效的控制解決方案。在半導體制造、加工設備等眾多工業領域，松下 MINAS A7 伺服系統都取得了很明顯的應用成果，幫助企業提高了生產效率、提升了產品質量、降低了生產成本，贏得了用戶的高度認可和信賴。同時，松下完善的技術支持和售后服務體系，也為用戶提供了更完整的保障，讓用戶無后顧之憂。

展望未來，隨著工業自動化的不斷發展，松下 MINAS A7 伺服系統將繼續發揮其技術優勢，不斷創新和完善，為工業自動化的發展注入新的活力。我們相信，選擇松下 MINAS A7 伺服系統，就是選擇更穩定迅速、更智能、更可靠的工業自動化解決方案。讓育展與您攜手共進，共同推動工業自動化的發展，創造更加美好的未來 。