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倍福的 AX8000 多軸伺服系統(tǒng)素來以出色的性能而著稱，如今再度創(chuàng)新，新增了一款采用碳化硅（SiC）半導(dǎo)體的軸模塊，以替代傳統(tǒng)的 IGBT 方案。這些碳化硅半導(dǎo)體在開關(guān)電壓和速度、開關(guān)損耗和尺寸方面均樹立了新標(biāo)桿，展現(xiàn)了前所未有的卓越性能。AX8000 采用的碳化硅半導(dǎo)體顯著降低了功耗，使得同一外殼現(xiàn)在能夠同時容納 28 A 額定電流和 18 A IGBT 器件，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的性能和靈活性。此外，在保持與其它軸模塊尺寸相同的前提下，該軸模塊的輸出功率高出 55%。

AX8000 多軸伺服系統(tǒng)的電機(jī)性能范圍為 0.5 至 20 kW。饋入功率為 40 kW 的組合式饋入和軸模塊的外殼內(nèi)直接集成了一個 12.5 或 20 kW 的逆變器。這些逆變器適用于操作數(shù)控機(jī)床轉(zhuǎn)速高達(dá) 72,000 rpm 的高頻主軸驅(qū)動器，也可用于驅(qū)動注塑機(jī)、吹塑機(jī)使用的大型電機(jī)等。直流母線上額外還提供 20 kW 的功率，可用于 X、Y、Z、A 和 B 軸。AX-Bridge 快速連接系統(tǒng)采用簡單的免工具組裝方法，顯著簡化了控制柜的裝配工作。未來，用戶能夠便捷地從網(wǎng)絡(luò)中移除每個單獨(dú)的模塊，無需移動或拆卸其它任何設(shè)備。

1  單電纜技術(shù)和安全驅(qū)動技術(shù)

早在 2011 年，倍福就前瞻性地針對驅(qū)動產(chǎn)品為市場引入了革命性的單電纜技術(shù) (OCT)。迄今為止，90% 以上的倍福電機(jī)都采用了 OCT 技術(shù)。有了 OCT 技術(shù)，即使是安全驅(qū)動技術(shù) TwinSAFE Safe Motion，也僅需一根電纜即可運(yùn)行。這些電機(jī)可以配備 Hiperface DSL 或 EnDat 3 安全編碼器，輕松實(shí)現(xiàn)高達(dá) SIL 3 或 PL e 等級的安全功能。這些編碼器的分辨率高達(dá) 24 位，能夠?qū)崿F(xiàn)出色的精度、一致的性能和高動態(tài)性。此外，這些編碼器還提供無電池的單圈或多圈型號選項(xiàng)，無需擔(dān)心參考位置丟失的風(fēng)險。

AX8000 多軸伺服系統(tǒng)既可配備 TwinSAFE STO/SS1，也可配備 TwinSAFE Safe Motion。TwinSAFE 邏輯被直接集成在這兩個選項(xiàng)中，顯著提升了通信和安全應(yīng)用的模塊化程度。這些功能可以通過 FSoE 安全通信協(xié)議、直接布線或使用集成的 TwinSAFE 邏輯在伺服驅(qū)動器本地實(shí)現(xiàn)，從而為靈活地實(shí)現(xiàn)安全驅(qū)動功能奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)使用配備經(jīng)過認(rèn)證的安全編碼器的電機(jī)時，共有 17 種不同的功能可供用戶選擇。

2   配備 XFC 功能的伺服系統(tǒng)

采用倍福的 XFC 極速控制技術(shù)，即可提供一個能夠滿足下述需求的控制解決方案：

·  EtherCAT 周期時間 ≤ 10 μs

·  支持 EtherCAT 分布式時鐘

·  極快的數(shù)字量輸入

·  集成超采樣功能

EtherCAT 周期時間最短為 62.5 μs，AX8000 多軸伺服系統(tǒng)因此成為市場上速度最快的總線設(shè)備之一。這也足以滿足那些需要極高性能的應(yīng)用場景，尤其是設(shè)定點(diǎn)變化速度極快的應(yīng)用。分布式時鐘功能的運(yùn)用可以確保實(shí)現(xiàn)所有軸的納秒級精確同步。每個軸模塊或軸均配備兩個高速數(shù)字量輸入，并自動提供帶有當(dāng)前位置信息和時間戳的信號。通過超采樣功能，即使在總線周期較慢較慢的情況下，也能確保設(shè)定點(diǎn)在當(dāng)前的控制器周期內(nèi)高精度、高度動態(tài)地傳輸。

3   用于配置、調(diào)試和維護(hù)的軟件

TwinCAT 3 Motion Designer 能夠幫助用戶根據(jù)具體的應(yīng)用需求，從眾多的電機(jī)、齒輪箱、電纜和伺服驅(qū)動器型號中精準(zhǔn)挑選出最佳匹配的組合。在此情況下，明確指定可用的電源電壓對于出最佳的組件選擇至關(guān)重要。接下來，可以從一系列預(yù)定義的負(fù)載情況中選擇最合適的機(jī)構(gòu)，并利用所需的運(yùn)動曲線進(jìn)行精確的計(jì)算。通過這種方式，Motion Designer 就能夠?yàn)橛脩敉扑]最合適的齒輪箱、電機(jī)和伺服驅(qū)動器，再配以適當(dāng)?shù)倪B接電纜和制動電阻、能量再生模塊或電源電抗器等附件，便生成完整的驅(qū)動技術(shù)零件清單，這不僅適用于單個軸，還能滿足整臺設(shè)備的需求。Motion Designer 甚至還能進(jìn)一步計(jì)算出所有組件的預(yù)期功率損耗，為控制柜空調(diào)系統(tǒng)的選型提供有力的參考依據(jù)。

Beckhoff Automation 驅(qū)動技術(shù)高級產(chǎn)品經(jīng)理 Christian Mische

TwinCAT 3 Drive Manager 2 是一款直觀、易用的調(diào)試軟件，它能夠在伺服軸的配置和調(diào)試過程中為用戶提供全方位的支持和指導(dǎo)。Drive Manager 會自動掃描 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)中所有已連接的伺服驅(qū)動器和電機(jī)，根據(jù)電源電壓自動設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，并準(zhǔn)確讀取電機(jī)的電子銘牌信息。不僅如此，它還能激活齒槽補(bǔ)償功能，并通過 TwinCAT Scope 提供直觀的圖表，幫助用戶輕松監(jiān)測和調(diào)整電機(jī)的運(yùn)動狀態(tài)。另一項(xiàng)值得一提的新功能是自整定功能，它能夠根據(jù) Bode 圖極為迅速地自動調(diào)整控制參數(shù)以及所需的濾波器。

在長時間的設(shè)備運(yùn)行過程中，各個部件之間不可避免地會出現(xiàn)摩擦和磨損，這些現(xiàn)象最終會對控制系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致功耗在無形中逐漸增加，甚至可能顯著增大滯后誤差。TwinCAT Analytics 軟件是顯示這種影響因素的理想選擇。TwinCAT Analytics 高效記錄并處理伺服驅(qū)動器的各種測量變量，如溫度、電流、電壓、扭矩和制動功率，并且可以實(shí)現(xiàn)毫秒級的分析速度。用戶可以在特性曲線周圍設(shè)定包絡(luò)曲線，一旦數(shù)據(jù)違反這些包絡(luò)曲線的設(shè)定范圍，系統(tǒng)將立即觸發(fā)警告或報警。通過 TwinCAT Analytics，用戶甚至能夠定期記錄每個部件的能耗情況，并生成詳細(xì)的報告。如果需要，還可以借助長期存儲功能輕松地對多年來的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析。

4   “德國制造”伺服電機(jī)

早在 2011 年，倍福便以 AM8000 系列為開端，開始生產(chǎn)高動態(tài)、高品質(zhì)的伺服電機(jī)，同時創(chuàng)新性地引入了單電纜技術(shù)。在接下來的幾年里，倍福不斷拓展產(chǎn)品線，又研發(fā)了眾多新的電機(jī)型號，包括配備更大的轉(zhuǎn)子慣量、性能更強(qiáng)的主動式強(qiáng)制冷卻方案、陽極氧化鋁外殼、用于苛刻環(huán)境條件的不銹鋼外殼，以及線性執(zhí)行器和鐵芯直線電機(jī)。集成有伺服驅(qū)動器的電機(jī)適用于低壓（24 或 48 V DC）和高壓應(yīng)用中都展現(xiàn)出卓越的性能和適用性。AM8000 電機(jī)系列覆蓋了 24 V...480 V 的電壓范圍，全面滿足各類應(yīng)用場景的多樣化需求。