3. XPlanar系统机械布局设计
XPlanar 的机械布局设计，本质上是在一张二维运行平面上，把定子砖、动子、工位和安装基准统一到同一套几何与公差体系里。它不像传统输送线那样先定机架再挂电机，而是先由定子砖拼出“地面”，再让动子在这块地面上按规划轨迹运行。因此，布局设计的核心对象是：定子砖拼接阵列、动子运行平面、工位接口位置、机械安装基准与公差链。四者必须同时成立，任何一项偏差都会在动子运动时被放大为位置误差或碰撞风险。
定子砖拼接方式
XPlanar 定子砖是标准化的矩形模块，常见规格如 240 mm × 240 mm、320 mm × 320 mm 等，砖面内布置有铜线圈阵列，动子底部为永磁体阵列，二者构成无接触的平面电机。拼接时，多块定子砖沿 X、Y 方向排列，形成连续的有效运行区域。拼接方式直接决定动子能否跨越砖缝、能否在砖间平滑过渡。
拼接的第一原则是砖缝对齐与等高。相邻定子砖的上表面必须共面，高度差通常要求控制在 ±0.1 mm 以内；砖与砖之间的接缝间隙应均匀，一般控制在 0.5 mm 以内，避免动子磁场在缝隙处产生周期性扰动。第二原则是阵列方向一致。定子砖有明确的 X/Y 方向定义，拼接时所有砖的坐标系方向必须一致，不能出现旋转 90° 混拼，否则动子的位置反馈和换向逻辑会混乱。
实际拼接顺序建议从基准砖开始：先固定第一块砖作为原点砖，以其两个相邻边作为 X、Y 基准边，再依次向两个方向扩展。每拼一块，都要用百分表或激光测距检查与基准砖的共面度和缝宽。对于大面积阵列，可采用“先分区、后合拢”的方式，即先拼若干 2×2 或 3×3 的子阵列，再在子阵列之间做最终对齐，这样比逐块累加更容易控制累积误差。
动子运行平面规划
动子运行平面不是简单的“砖铺到哪里，动子就走到哪里”。实际规划时，需要区分有效运行区、边缘缓冲区、工位停靠区和禁行区。有效运行区是动子可以自由二维运动的区域；边缘缓冲区是靠近定子砖外缘的 20～40 mm 区域，动子在此处磁场边缘效应明显，通常只允许低速通过或不允许停靠；工位停靠区是动子需要精确定位的位置，应尽量布置在阵列内部、远离砖缝和边缘；禁行区则是因结构干涉、线缆走线或安全距离而禁止动子进入的区域。
规划时建议先在图纸上标出动子的最小外形尺寸和最大负载尺寸，再按“动子中心点”规划轨迹。例如，动子外形为 240 mm × 240 mm，若两块定子砖拼接后有效区为 960 mm × 720 mm，则动子中心点的可运行范围应向内缩进约 120 mm，即实际可用中心区域约为 720 mm × 480 mm。这个缩进量必须提前算清，否则会出现“砖够大但动子走不到边”的问题。
工位接口预留
工位接口预留是布局设计中最容易被低估的环节。XPlanar 动子到达工位后，需要与外部机构完成对接，例如顶升、夹紧、注液、检测、上下料等。这些动作要求动子在工位处有稳定的停靠位置，同时外部机构不能与定子砖面或动子运动包络发生干涉。
预留接口时，首先要确定工位中心坐标。以定子砖阵列的基准原点为参考，标注每个工位的 X/Y 坐标和允许的位置偏差。例如，某工位要求动子停靠精度为 ±0.2 mm，则工位中心坐标应标注到 0.1 mm 分辨率，并在机械安装时以此坐标作为调整依据。其次要预留垂直方向的操作空间。动子上方通常需要留出至少 100～150 mm 的净空，用于安装传感器、气缸或机械手；动子下方若需要顶升，则定子砖之间或旁边要预留顶升机构的安装孔位和走线槽。
此外，工位接口还应考虑线缆与气管的走线路径。XPlanar 定子砖本身需要供电和通信，通常采用砖间连接器串联。走线应沿砖缝或专用线槽布置，避免横跨定子砖表面，否则会干扰动子磁场或造成机械刮擦。建议在布局阶段就用不同颜色标出“强电走线”“通信走线”“气路”三类路径，并在图纸上确认它们不与动子运行包络重叠。
机械安装基准与公差要求
XPlanar 系统的机械安装基准通常由两部分组成：定子砖阵列的安装基准和外部工位机构的安装基准。两者必须统一到同一坐标系，否则动子虽然能在砖面上精确定位，却无法与外部机构准确对接。
定子砖阵列的安装基准一般选择第一块基准砖的两个相邻边作为 X、Y 基准，基准砖的上表面作为 Z 基准。安装时，先用水平仪或激光平面度仪校准基准砖，再以它为基准逐块安装其余砖。整个阵列的平面度建议控制在 ±0.2 mm 以内，单块砖的安装高度偏差不超过 ±0.1 mm。对于长度超过 2 m 的阵列，还应考虑温度变化引起的热胀冷缩，砖与砖之间可预留 0.2～0.3 mm 的伸缩缝，但伸缩缝必须与动子运行方向协调，避免动子经过时产生明显颠簸。
外部工位机构的安装基准应与定子砖阵列共用同一组基准边或基准孔。实际工程中，常采用“先定基准砖，再以基准砖引出工位安装孔”的方式，将工位支架、传感器支架、顶升机构全部锁定在同一基准上。公差分配上，建议将总公差链控制在动子停靠精度要求的 1/3 以内。例如，若工位要求 ±0.2 mm，则定子砖阵列平面度、工位支架安装偏差、动子自身定位误差三者之和不应超过 ±0.2 mm，通常按平面度 ±0.05 mm、支架安装 ±0.05 mm、动子定位 ±0.1 mm 进行分配。
总结来说，XPlanar 机械布局设计的关键在于“先基准、后拼接、再规划、留接口、控公差”。定子砖拼接决定运行平面的物理连续性，动子运行平面规划决定运动可达范围，工位接口预留决定系统能否与外部设备协同，而安装基准与公差要求则决定上述所有环节能否在毫米甚至亚毫米级上保持一致。四者环环相扣，缺一不可。