超導體：為自動化技術(shù)帶來獨特應用潛力

Festo 演示超導體技術(shù)的新概念

超導體具有不同尋常的特性：當冷卻到特定溫度時，超導體不僅失去電阻，而且能夠“凍住”附近的永磁場，使磁鐵在恒定距離上保持懸浮。所產(chǎn)生的穩(wěn)定空氣間隙可進行無需控制技術(shù)的免接觸、零摩擦定位或移動物體。數(shù)年來，Festo 對超導體技術(shù)在自動化領(lǐng)域的優(yōu)勢進行了研究。在 2014 年“漢諾威工業(yè)博覽會”上公司將展示三種新穎獨特的應用概念。

2013 年漢諾威工業(yè)博覽會上的首個研究平臺展示了物體可以在懸浮狀態(tài)下保持原位，或在無接觸條件下進行移動。現(xiàn)在，Festo 采用 SupraHandling 2.0、SupraShuttle 和 SupraChanger 進一步開發(fā)這些理念——這三個展品是根據(jù) SupraMotion 2.0 開發(fā)的。這些展品展示了懸浮的物體可向任何方向和任何空間位置進行直線和旋轉(zhuǎn)運動。所以三種新應用都使用了帶恒冷箱（制冷箱）的電子冷卻單元。這些展品利用離散控制，無需調(diào)節(jié)技術(shù)來維持懸浮狀態(tài)下的物體高度。這些創(chuàng)新展品展示了該技術(shù)在自動化領(lǐng)域中的具體應用前景，提供了從控制技術(shù)到溫度監(jiān)控的綜合解決方案。

超導體：特性材料

超導體是指冷卻到所謂臨界溫度下后具有特別屬性的金屬、合金或陶瓷材料。超導體不僅電阻急劇降為零，還可將永磁場儲存在預設(shè)距離上。 如果超導體冷卻至臨界溫度，然后將隔離物取出，磁鐵將保持懸浮在超導體上方的固定高度處，而且在被取出或移動后立即回到此預設(shè)位置。 對于 Festo 使用的高溫陶瓷超導體，臨界溫度約為 93 開爾文（–180 攝氏度）。

SupraHandling 2.0：在三個空間層面上的直線運動

利用 SupraHandling 2.0，一個懸浮車在兩條磁軌上滑動 2.5 米。此懸浮車配置了三個帶超導體的恒冷箱。整個系統(tǒng)可在其縱軸上旋轉(zhuǎn) 180 度以上，從而使懸浮車垂直或倒立滑行。這樣，SupraHandling 2.0 展示了穩(wěn)定的無接觸定位性能，這一特點可在生產(chǎn)過程中應用，如懸浮運輸物品。

SupraShuttle：懸浮并向任何方向移動

采用 SupraShuttle，Festo 演示了懸浮物體在各個方向上的運動以及對超導體元件本身的首次操控：帶超導材料的恒冷箱從一個電動軸系統(tǒng)運送至另一個系統(tǒng)。展品還顯示了懸浮物體可以極為輕松地進入密閉空間并在其中移動。這一特性十分有用，如，用于具有燃氣或真空的環(huán)境。

SupraChanger：受控旋轉(zhuǎn)

采用 SupraChanger，首次在無接觸條件下將旋轉(zhuǎn)運動以可控方式傳遞至磁鐵（磁鐵因超導性懸浮）。以三種自動改變且各不相同的應用展示這一效果：一個離心機、一個攪拌機和一個懸浮旋轉(zhuǎn)分度臺。未來的應用領(lǐng)域可能是實驗室自動化，因為在實驗室中，常常需要按順序?qū)μ囟ㄎ锲愤M行多步處理。

超導體的電動冷卻

新 SupraMotion 展示中的所有超導體均采用長壽命電動壓縮機進行冷卻。恒冷箱使超導材料保持在約 93 開爾文（–180 攝氏度）的恒溫狀態(tài)，每個恒冷箱的能耗約為 80 瓦。這樣，SupraHandling 2.0、SupraShuttle 和 SupraChanger 可被高效操作而不受冷卻介質(zhì)（如液氮）的影響。

廣泛的應用可能性

可以構(gòu)想的未來自動化技術(shù)應用是節(jié)能、穩(wěn)定的物體定位，無需測量或控制技術(shù)。超導體還可使物體在受限空間越墻移動或向任何方位移動。 對于此免接觸操作性能，在需要方便清潔設(shè)備或在作業(yè)期間清潔設(shè)備的場合也有很大應用潛力，例如，在實驗室自動化、醫(yī)學技術(shù)或食品行業(yè)。