2. XPlanar动子与定子模块选型
XPlanar 系统的选型不是“挑一个型号”这么简单，它本质上是把工艺需求翻译成动子数量、定子砖规格、布局拓扑和运动参数的过程。动子（Mover）决定负载能力与运动自由度，定子砖（Tile）决定可铺设的行程、供电分区与推力上限，两者组合后还要受加速度、速度、间隙和布局约束的共同限制。本节按“先认识对象、再算参数、最后校核布局”的顺序展开。
一、动子类型：先看自由度，再看承载
XPlanar 动子按运动自由度分为两类：平面动子（如 APM4xx 系列）可在定子砖表面实现 X、Y 平移与绕 Z 轴旋转，即 3 自由度平面运动；六自由度动子（如 APM6xx 系列）在此基础上增加 Z 向升降与绕 X、Y 轴的倾斜，可实现“悬浮+翻转+定位”的复合动作。选型第一步是判断工艺是否需要 Z 向动作或倾斜：如果只是平面搬运、定位、分拣，平面动子即可；如果涉及工件翻转、贴合、倾斜倒料、上下料对接，则必须选六自由度动子。
承载能力方面，动子规格通常给出有效负载与总质量两个概念。有效负载指动子本体之外可携带的工件、夹具质量；总质量是动子本体加负载。加速度能力与总质量直接相关：负载越大，可达到的最大加速度越小。因此选型时不能只看“能带多重”，还要看“带这么重还能跑多快”。
二、定子砖规格：尺寸、供电与推力分区
定子砖是系统的“轨道面”，常见规格按外形尺寸区分，例如 240 mm × 240 mm、320 mm × 320 mm、480 mm × 480 mm 等（具体以产品样本为准）。砖越大，单块覆盖面积越大、拼接缝越少，但单块成本与安装要求也更高。选型时要关注三个参数：
- 有效工作区：砖边缘存在磁场过渡区，动子中心不能贴边运行，实际可用面积小于外形面积。
- 供电分区：每块砖或每组砖由独立电源模块供电，分区边界处动子跨越时需保证推力连续，布局时要避免在高速段设置分区切换点。
- 推力密度：不同规格砖的推力输出能力不同，重载或高加速场景应优先选推力密度高的砖型。
三、承载与加速度参数的关系
动子的运动能力可用简化关系描述：所需推力 F = 总质量 m × 加速度 a + 摩擦/扰动余量。XPlanar 为无接触磁驱，摩擦项很小，但存在空气阻力、线缆拖拽力和控制余量。工程上常留 20%～30% 推力余量。由此可得：
a_max ≈ (F_available × η) / m_total
其中：
F_available = 动子在当前砖型下的可用推力（N）
η = 推力余量系数，通常取 0.7～0.8
m_total = 动子本体质量 + 夹具质量 + 工件质量（kg）举例（示例参数，非实测）：某平面动子本体 1.2 kg，夹具 0.3 kg，工件 0.5 kg，总质量 2.0 kg；当前砖型下可用推力 30 N，取 η=0.75，则 a_max ≈ 30×0.75/2.0 = 11.25 m/s²。若工艺要求 15 m/s²，则该组合不满足，需要换更大推力砖型或减轻负载。
四、选型计算：从节拍到动子数量
动子数量由节拍和行程共同决定。设单次搬运行程为 L，加速段与减速段各占 L/2，则最短运动时间 t ≈ 2×√(L/a_max)（三角形速度曲线，未达最高速时）。若节拍要求每 T 秒完成一件，则所需动子数 N ≥ t/T 向上取整，再叠加装卸等待、工艺停留时间。实际项目中还要考虑动子回流路径，回流段同样占用动子。
五、布局约束：拼接、间隙与回流
定子砖拼接时，相邻砖之间需保持规定的机械间隙，动子跨越接缝时依靠磁场连续过渡。布局要避免出现“死区”——即动子无法获得足够推力的区域，通常出现在砖边缘、分区边界和拐角处。多动子运行时，还要设置安全间距，防止碰撞；路径规划上应尽量让重载动子走直线段，轻载动子走弯道，以平衡推力需求。
六、选型校核清单
完成初步选型后，建议按以下条目逐项校核，避免遗漏：
| 校核项 | 判断依据 | 不满足时的调整方向 |
|---|---|---|
| 自由度是否覆盖工艺动作 | 是否需要 Z 向或倾斜 | 平面动子 → 六自由度动子 |
| 总质量是否在动子额定范围内 | 动子本体 + 夹具 + 工件 | 减重、换大规格动子 |
| 加速度是否满足节拍 | a_max ≥ 工艺要求加速度 | 换高推力砖型、减轻负载 |
| 动子数量是否满足产能 | N ≥ t/T，含回流与等待 | 增加动子、优化路径 |
| 布局是否存在死区 | 砖边缘、分区边界、拐角 | 调整砖拼接、避开高速段切换 |
| 安全间距是否足够 | 多动子运行不碰撞 | 降低密度、设置避让区 |
综上，XPlanar 选型的核心逻辑是：自由度定类型 → 负载定推力 → 推力定砖型 → 节拍定数量 → 布局定可行性。每一步都相互制约，任何一项不满足都要回到上游重新调整，而不是在下游硬凑参数。