开启工业自动化新时代-松下MINAS A7伺服系统

引言

松下 MINAS A7 伺服系统凭借其在运动控制领域的深厚技术积累和持续创新，为工业自动化带来了全新的解决方案，开启了一个稳定迅速、准确、智能的新时代。它不只是满足了传统工业对设备性能提升的需求，更为新兴产业如半导体制造、较高的级别装备制造等提供了关键的支撑，更助力企业在激烈的市场竞争中脱颖而出，实现可持续发展。

一、产品特色

（一）瞬时响应，出彩性能

松下 MINAS A7 伺服系统在性能表现上堪称出色，其速度响应频率高达 4.0kHz 以上 ，相较于上一代产品的 3.2kHz，提升幅度达到了 125%。这一明显的提升使得系统能够对指令做出更为迅速的响应，对外部干扰进行更迅速的修正。以半导体制造设备中的晶圆切割工序为例，在高速运转的切割过程中，MINAS A7 伺服系统凭借其高速度响应频率，能够准确地控制切割刀具的位置和速度，即使遇到微小的干扰，也能迅速调整，从而有效避免切割偏差，确保切割精度达到微米甚至纳米级，大幅提高了产品的良品率。

其编码器分辨率达到了 27bit，这一业界超群的数值，意味着每转可提供 1 亿 3420 万脉冲的超高精细度的位置反馈，是旧产品 23bit 分辨率的 16 倍。在精密装配领域，如手机摄像头模组的组装，如此高的编码器分辨率能够使机械臂精确地抓取和放置微小的零部件，实现高精度的定位，确保摄像头模组的光学元件能够准确对齐，从而提高摄像头的成像质量。电机的极高转速可达 7150r/min，在不改变电机尺寸的情况下提高了输出功率，操作范围进一步扩大到 110%。在包装行业的高速灌装生产线中，MINAS A7 伺服系统驱动的电机能够以高转速稳定运行，迅速完成灌装动作，并且在高速运转下仍能保持精确的位置控制，确保每个容器都能被准确无误地灌装，很好的提高了生产效率。此外，该系统的极短的通信周期只为 62.5μs ，是旧产品 125μs 的一半，能够更快速地响应高速控制器的控制周期，实现更精细的控制。在自动化流水线上，各个设备之间需要进行快速、准确的通信和协同工作，MINAS A7 伺服系统的超短通信周期能够确保设备之间的指令传输及时、稳定，实现高效的生产流程，减少生产延误。

（二）AI 智能调试，稳定迅速便捷

MINAS A7 伺服系统引入了出色的 AI 技术，新增了超高的精度 AI 自动调整功能，为工程师带来了前所未有的调试体验。该系统提供了 “专业调试”“快速调试”“立即运行” 三种调试模式，满足不同场景下的需求。

“专业调试” 模式由 AI 执行行家判断，即使是面对需要熟练技术人员花费几天时间才能完成的复杂调试任务，AI 只需设置条件即可自动完成，轻松实现 μm 级的调试。在实装机、涂布设备、加工机等对定位精度要求极高的设备调试中，AI 能够根据设备的运行数据和预设条件，自动优化各项参数，实现超越熟练技术员的定位精度，可使整定时间缩短 45%。

“快速调试” 模式大约只需 1 分钟，通过三步操作，在短时间内对设备进行优化。驱动器能够自动掌握设备特性，在控制余量范围内实现自动调试，还可考虑老化和个体差异的调整余量。当设备进行零部件变更或放置场所变更时，能够针对特定项目进行精确自动再调整，确保设备始终处于比较好运行状态。

“立即运行” 模式则更为便捷，运行时根据设备负载进行自动调试，可轻松实现设备稳定运行。当设备移动时，伺服驱动器可根据设备负载进行实时简易调试，操作完成时调试也随即完成。这一模式特别适用于一些对调试时间要求紧迫的场景，如生产线的紧急启动或临时调整，能够很好的节省调试时间，提高生产效率。

（三）功能集成，控制升级

A7 系列伺服驱动器进一步将更多的控制功能内置于伺服中，无需上位的控制器即可实现特定功能，这一创新设计为工业自动化带来了更稳定迅速、更灵活的控制解决方案。通过传感器直连，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）等多种功能。在激光加工机中，传感器直连反馈的自动聚焦控制功能能够实时检测工件表面的高度变化，伺服驱动器根据传感器数据迅速调整激光头的位置，确保激光始终聚焦在工件表面，从而实现高精度的加工，有效避免因聚焦不准确而导致的加工质量问题。在锂电池卷绕机中，蛇行控制功能能够精确控制卷绕过程中电极片的位置，避免出现蛇行偏差，提高卷绕质量和生产效率。在压力控制方面（开发中），伺服驱动器可直接接收压力传感器的输入信号，通过在驱动器内的全闭环控制，实现高响应、稳定运行控制。在冲压加工机中，这种压力控制功能能够根据不同的冲压工艺要求，精确控制冲压压力，确保冲压件的质量稳定，同时减少设备的磨损和能耗。高精度龙门控制（开发中）的功能为龙门结构增加了高度协调控制、易用性和安全功能。通过龙门扭曲补偿（表格方式和实时方式），能够有效的提高定位的精度和运行速度。在基板检查工具中，龙门控制功能使得设备能够快速、准确地移动检查探头，实现对基板的完整、稳定迅速的检查。

二、应用场景

（一）半导体制造

在半导体制造这一高精尖领域，松下 MINAS A7 伺服系统发挥着不可或缺的关键作用，为芯片的微细化和多层化发展提供了强有力的支持。以旋涂机为例，它通过高速旋转晶片，将药液均匀地铺展在晶片表面，从而实现薄膜化。在这个过程中，MINAS A7 伺服系统凭借其高达 7150r/min 的电机最高转速，能够迅速驱动旋涂机的旋转部件达到所需速度，并且在高速旋转过程中，利用其出色的速度响应频率和超高的编码器分辨率，精确控制旋转的速度和稳定性，确保药液能够均匀地分布在晶片上，膜厚的均匀性控制在极小的误差范围内，满足半导体制造对薄膜均匀性的严格要求。

模切机在半导体制造中用于将晶圆切割成微细的 IC 芯片，对定位精度有着极高的要求。MINAS A7 伺服系统的编码器分辨率达到 27bit，每转可提供 1 亿 3420 万脉冲的超高精度位置反馈，使得模切机在切割晶圆时，能够精确地控制切割模具的位置，实现高精度的切割。即使是面对尺寸极小的芯片切割需求，也能确保切割边缘的整齐和芯片尺寸的精确，有效提高芯片的生产质量和良品率。

芯片移载机负责将芯片从一个位置搬运到另一个位置，需要实现高速拾取和准确定位。MINAS A7 伺服系统的高速度响应频率和短通信周期，使其能够快速响应上位机的指令，迅速驱动机械臂完成拾取动作。同时，通过 AI 进行的超高精度调整功能，能够抑制机械臂在运动过程中的细微振动，确保芯片在拾取和放置过程中的稳定性和准确性，实现微细芯片的高速、高精度移载，满足半导体制造生产线对芯片移载效率和精度的双重要求。

IC 处理器在工作过程中需要频繁进行加减速操作，并且要承受高负载。MINAS A7 伺服系统不只是具备强大的过载能力，其过载时的工作时间增至原来的 1.9 倍，能够在高负载状态下稳定运行，保证 IC 处理器在反复加减速过程中不会因过载而出现异常停止的情况，确保了半导体制造过程的连续性和稳定性。

（二）加工设备

在各类加工设备中，松下 MINAS A7 伺服系统同样表现出色，通过提升自身性能，为加工精度和质量的提升做出了重要贡献。在金属加工机中，随着产品对精度要求的不断提高，纳米级超精密加工成为趋势。MINAS A7 伺服系统的编码器分辨率达到 27bit，配合 4.0kHz 以上的速度响应频率，能够实现对加工刀具位置的超精确控制。在加工过程中，即使是面对微小的加工误差，系统也能迅速做出调整，确保加工精度达到纳米级，有效抑制加工不均的现象，满足金属加工对高精度的严苛要求，提升产品的表面质量和尺寸精度。激光加工机在加工过程中，需要根据工件的形状和高度变化实时调整激光头的位置，以确保激光始终聚焦在工件表面，实现高质量的加工。MINAS A7 伺服系统的传感器直连自动聚焦控制功能，能够实时检测工件表面的高度变化，伺服驱动器根据传感器数据迅速调整激光头的位置，使激光始终保持比较好的聚焦状态。在加工高度不均匀的工件时，系统能够快速响应，对激光头的位置进行精确补偿，确保加工质量的一致性，实现质量佳的激光加工。

冲压加工机在工作时需要精确控制压力，以确保冲压件的质量。MINAS A7 伺服系统通过其强大的压力控制功能（开发中），可直接接收压力传感器的输入信号，通过在驱动器内的全闭环控制，实现高响应、稳定的压力控制。在冲压过程中，系统能够根据不同的冲压工艺要求，快速调整压力大小，确保冲压件的尺寸精度和表面质量，同时减少设备的磨损和能耗，提高冲压加工的效率和稳定性。

注塑机在注塑过程中，填充压力的稳定性对产品质量至关重要。MINAS A7 伺服系统的传感器直连反馈（压力控制）功能，能够实时监测注塑过程中的压力变化，并根据预设的压力曲线进行精确调整，使填充压力保持稳定。这有效地抑制了填充不良和毛刺的发生，提高了注塑产品的质量和生产效率，减少了废品率。

折弯机在进行折弯加工时，需要精确控制折弯的角度和压力，以确保折弯的精度和质量。MINAS A7 伺服系统的传感器直连反馈（压力控制）功能，通过伺服系统内的全闭环控制，实现了位置和压力控制的稳定迅速又准确的折弯加工。在折弯过程中，系统能够根据不同的板材材质和厚度，快速调整折弯的角度和压力，确保折弯的精度控制在极小的误差范围内，提高了折弯加工的质量和效率。

（三）其他工业自动化场景

松下 MINAS A7 伺服系统在工业自动化的众多其他场景中也有着众多的应用，展现出出色的性能和强大的适用性。在机床领域，无论是普通机床还是数控机床，MINAS A7 伺服系统都能为其提供准确的运动控制。在机床的切削加工过程中，系统能够根据加工工艺的要求，精确控制工作台和刀具的运动速度和位置，实现高精度的切削加工。在进行复杂轮廓的加工时，系统的高速度响应频率和高精度定位能力，能够确保刀具按照预设的轨迹准确运行，保障加工精细度和表面质量，提高机床的加工效率和可靠性。

机器人作为工业自动化的重要执行机构，对伺服系统的性能要求极高。MINAS A7 伺服系统能够为机器人提供强大的动力支持和准确的运动控制。在机器人的关节驱动中，系统的高扭矩输出和快速响应能力，使机器人能够快速、准确地完成各种动作，如抓取、搬运、装配等。同时，通过智能化的调试功能和故障诊断功能，能够提高机器人的运行稳定性和维护便利性，降低机器人的运行成本和故障率。

包装机械在包装过程中，需要实现物料的精确计量、输送和包装。MINAS A7 伺服系统能够精确控制包装机械的各个运动部件，如输送带的速度、包装封口的位置等。在高速包装生产线中，系统的高速响应和高精度定位能力，能够确保包装动作的准确性和一致性，提高包装效率和包装质量，减少物料的浪费和包装次品率。

印刷设备在印刷过程中，对套印精度和印刷速度有着严格的要求。MINAS A7 伺服系统能够精确控制印刷设备的印刷滚筒、纸张输送机构等部件的运动，实现高精度的套印。在高速印刷过程中，系统的高速度响应频率和短通信周期，能够确保各个部件之间的协同工作，确保印刷质量的稳定性和一致性，提高印刷效率和生产能力。

纺织机械在纺织过程中，需要实现纱线的精确输送、卷绕和编织等动作。MINAS A7 伺服系统能够为纺织机械提供稳定、精确的运动控制。在纱线的卷绕过程中，系统能够根据卷绕工艺的要求，精确控制卷绕速度和张力，确保卷绕的质量和稳定性。同时，通过智能化的调试功能和故障诊断功能，能够提高纺织机械的运行效率和维护便利性，降低纺织生产的成本和故障率。

三、规格阵容参数

（一）伺服驱动器

松下 MINAS A7 伺服系统的伺服驱动器阵容强大，具备多种类型以满足不同工业场景的复杂需求。其中，支持开放性网络协议 EtherCAT 的伺服驱动器包括标准型 A7BE、多功能型 A7BF 和特殊功能型 A7BR，它们适用于旋转电机；还有标准型 A7BL、多功能型 A7BM 和特殊功能型 A7BV，用于直线 / DD 电机 。这些驱动器支持位置 / 速度 / 转矩控制以及全闭环控制，可连接外部位移传感器，配备安全连接器，能实现高精度、高稳定性的运动控制。在高精度数控机床中，A7BF 多功能型驱动器凭借其全闭环控制功能，结合外部位移传感器的实时反馈，能够精确控制机床刀具的运动轨迹，确保加工精度达到微米级，满足复杂零件的加工需求。支持高速通信 Realtime Express 网络的伺服驱动器同样涵盖多种型号，标准型 A7NE、多功能型 A7NF 和特殊功能型 A7NR 适用于旋转电机，标准型 A7NL、多功能型 A7NM 和特殊功能型 A7NV 用于直线 / DD 电机 。它们具备与 EtherCAT 网络驱动器相似的控制方式和接口特性，在需要高速通信和同步运动控制的自动化生产线中，如汽车零部件的高速装配线，A7NF 多功能型驱动器通过 Realtime Express 网络，能够与其他设备实现快速、准确的通信，确保各个装配动作的同步进行，提高生产效率和装配精度。

（二）伺服电机

伺服电机方面，松下 MINAS A7 提供了丰富的选择，不同惯量的电机适用于各种不同的应用场景。高惯量的 MHMG 电机，功率范围从 50W 到 1.0kW（额定转速 3000r/min） 以及 1.0kW 到 5.0kW（额定转速 2000r/min，开发中） ，具有较强的抗负载变化能力和稳定性，适用于需要稳定运行和承载较大负载的设备，如大型机床的进给系统，能够在高负载下保持稳定的运行，确保加工的精度和效率。

中惯量的 MGMG（开发中，850W - 4.4kW） 和 MDMG（开发中，1.0kW - 5.0kW）电机，兼具一定的响应速度和负载能力，适用于一些对速度和负载都有一定要求的设备，如工业机器人的关节驱动，能够在保证机器人运动速度的同时，承受一定的负载，实现精确的动作控制。

低惯量的 MSMG 电机（开发中，50W - 5.0kW）则具有快速响应的特点，适用于需要快速启停和高动态性能的应用，如电子设备制造中的高速贴片机，能够快速、准确地拾取和放置电子元件，满足生产线对高速、高精度的需求。

（三）支持软件

为了进一步提升用户体验和系统调试效率，松下 MINAS A7 伺服系统配套了功能强大的支持软件。即将推出的伺服电机调试软件拥有丰富的调试功能，可支持伺服电机整套的调试工作，从伺服启动、参数设置到试运行，再到运行状况的确认以及维修、故障排除等各个环节，都能通过该软件高效完成。在设备安装和调试阶段，技术人员可以利用该软件快速对伺服电机进行初始化设置，根据实际需求调整各项参数，并通过试运行功能实时监测电机的运行状态，及时发现并解决潜在问题，很好的缩短了调试周期，提高了设备的上线速度。

伺服电机选型软件则是一款智能化的工具，它能够根据机构要素的组合，如负载大小、转速要求、控制精度、安装尺寸等参数，自动选择合适的电机容量以及选购品。在项目设计阶段，工程师只需输入相关的应用需求参数，该软件就能快速筛选出**匹配的伺服电机型号，并提供详细的产品参数和选配建议，帮助工程师做出科学、合理的选型决策，避免了因选型不当导致的资源浪费和设备性能不佳等问题，提高了项目的整体质量和效益。

四、总结与展望

松下 MINAS A7 伺服系统凭借其出色的产品特色、众多的应用场景以及丰富的规格阵容参数，在工业自动化领域展现出了强大的实力和独特的价值。其瞬时响应的超群性能，为工业设备实现高速、高精度控制提供了坚实保障；AI 智能调试功能极大地提高了调试效率，降低了对技术人员的依赖；功能集成化的设计则为工业自动化带来了更灵活、高效的控制解决方案。在半导体制造、加工设备等众多工业领域，松下 MINAS A7 伺服系统都取得了很明显的应用成果，帮助企业提高了生产效率、提升了产品质量、降低了生产成本，赢得了用户的高度认可和信赖。同时，松下完善的技术支持和售后服务体系，也为用户提供了更完整的保障，让用户无后顾之忧。

展望未来，随着工业自动化的不断发展，松下 MINAS A7 伺服系统将继续发挥其技术优势，不断创新和完善，为工业自动化的发展注入新的活力。我们相信，选择松下 MINAS A7 伺服系统，就是选择更稳定迅速、更智能、更可靠的工业自动化解决方案。让育展与您携手共进，共同推动工业自动化的发展，创造更加美好的未来 。