倍福的 AX8000 多軸伺服系統素來(lái)以出色的性能而著(zhù)稱(chēng)，如今再度創(chuàng )新，新增了一款采用碳化硅（SiC）半導體的軸模塊，以替代傳統的 IGBT 方案。這些碳化硅半導體在開(kāi)關(guān)電壓和速度、開(kāi)關(guān)損耗和尺寸方面均樹(shù)立了新標桿，展現了前所未有的卓越性能。AX8000 采用的碳化硅半導體顯著(zhù)降低了功耗，使得同一外殼現在能夠同時(shí)容納 28 A 額定電流和 18 A IGBT 器件，進(jìn)一步提升了系統的性能和靈活性。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 多軸伺服系統的電機性能范圍為 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直接集成了一個(gè) 12.5 或 20 kW 的逆變器。這些逆變器適用于操作數控機床轉速高達 72,000 rpm 的高頻主軸驅動(dòng)器，也可用于驅動(dòng)注塑機、吹塑機使用的大型電機等。直流母線(xiàn)上額外還提供 20 kW 的功率，可用于 X、Y、Z、A 和 B 軸。AX-Bridge 快速連接系統采用簡(jiǎn)單的免工具組裝方法，顯著(zhù)簡(jiǎn)化了控制柜的裝配工作。未來(lái)，用戶(hù)能夠便捷地從網(wǎng)絡(luò )中移除每個(gè)單獨的模塊，無(wú)需移動(dòng)或拆卸其它任何設備。

1  單電纜技術(shù)和安全驅動(dòng)技術(shù)

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

AX8000 多軸伺服系統既可配備 TwinSAFE STO/SS1，也可配備 TwinSAFE Safe Motion。TwinSAFE 邏輯被直接集成在這兩個(gè)選項中，顯著(zhù)提升了通信和安全應用的模塊化程度。這些功能可以通過(guò) FSoE 安全通信協(xié)議、直接布線(xiàn)或使用集成的 TwinSAFE 邏輯在伺服驅動(dòng)器本地實(shí)現，從而為靈活地實(shí)現安全驅動(dòng)功能奠定了基礎。當使用配備經(jīng)過(guò)認證的安全編碼器的電機時(shí)，共有 17 種不同的功能可供用戶(hù)選擇。

2   配備 XFC 功能的伺服系統

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

·  EtherCAT 周期時(shí)間 ≤ 10 μs

·  支持 EtherCAT 分布式時(shí)鐘

·  極快的數字量輸入

·  集成超采樣功能

EtherCAT 周期時(shí)間最短為 62.5 μs，AX8000 多軸伺服系統因此成為市場(chǎng)上速度最快的總線(xiàn)設備之一。這也足以滿(mǎn)足那些需要極高性能的應用場(chǎng)景，尤其是設定點(diǎn)變化速度極快的應用。分布式時(shí)鐘功能的運用可以確保實(shí)現所有軸的納秒級精確同步。每個(gè)軸模塊或軸均配備兩個(gè)高速數字量輸入，并自動(dòng)提供帶有當前位置信息和時(shí)間戳的信號。通過(guò)超采樣功能，即使在總線(xiàn)周期較慢較慢的情況下，也能確保設定點(diǎn)在當前的控制器周期內高精度、高度動(dòng)態(tài)地傳輸。

3   用于配置、調試和維護的軟件

TwinCAT 3 Motion Designer 能夠幫助用戶(hù)根據具體的應用需求，從眾多的電機、齒輪箱、電纜和伺服驅動(dòng)器型號中精準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(lái)，可以從一系列預定義的負載情況中選擇最合適的機構，并利用所需的運動(dòng)曲線(xiàn)進(jìn)行精確的計算。通過(guò)這種方式，Motion Designer 就能夠為用戶(hù)推薦最合適的齒輪箱、電機和伺服驅動(dòng)器，再配以適當的連接電纜和制動(dòng)電阻、能量再生模塊或電源電抗器等附件，便生成完整的驅動(dòng)技術(shù)零件清單，這不僅適用于單個(gè)軸，還能滿(mǎn)足整臺設備的需求。Motion Designer 甚至還能進(jìn)一步計算出所有組件的預期功率損耗，為控制柜空調系統的選型提供有力的參考依據。

Beckhoff Automation 驅動(dòng)技術(shù)高級產(chǎn)品經(jīng)理 Christian Mische

TwinCAT 3 Drive Manager 2 是一款直觀(guān)、易用的調試軟件，它能夠在伺服軸的配置和調試過(guò)程中為用戶(hù)提供全方位的支持和指導。Drive Manager 會(huì )自動(dòng)掃描 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò )中所有已連接的伺服驅動(dòng)器和電機，根據電源電壓自動(dòng)設置相應的參數，并準確讀取電機的電子銘牌信息。不僅如此，它還能激活齒槽補償功能，并通過(guò) TwinCAT Scope 提供直觀(guān)的圖表，幫助用戶(hù)輕松監測和調整電機的運動(dòng)狀態(tài)。另一項值得一提的新功能是自整定功能，它能夠根據 Bode 圖極為迅速地自動(dòng)調整控制參數以及所需的濾波器。

在長(cháng)時(shí)間的設備運行過(guò)程中，各個(gè)部件之間不可避免地會(huì )出現摩擦和磨損，這些現象最終會(huì )對控制系統產(chǎn)生負面影響，導致功耗在無(wú)形中逐漸增加，甚至可能顯著(zhù)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動(dòng)器的各種測量變量，如溫度、電流、電壓、扭矩和制動(dòng)功率，并且可以實(shí)現毫秒級的分析速度。用戶(hù)可以在特性曲線(xiàn)周?chē)O定包絡(luò )曲線(xiàn)，一旦數據違反這些包絡(luò )曲線(xiàn)的設定范圍，系統將立即觸發(fā)警告或報警。通過(guò) TwinCAT Analytics，用戶(hù)甚至能夠定期記錄每個(gè)部件的能耗情況，并生成詳細的報告。如果需要，還可以借助長(cháng)期存儲功能輕松地對多年來(lái)的能耗數據進(jìn)行比較和分析。

4   “德國制造”伺服電機

早在 2011 年，倍福便以 AM8000 系列為開(kāi)端，開(kāi)始生產(chǎn)高動(dòng)態(tài)、高品質(zhì)的伺服電機，同時(shí)創(chuàng )新性地引入了單電纜技術(shù)。在接下來(lái)的幾年里，倍福不斷拓展產(chǎn)品線(xiàn)，又研發(fā)了眾多新的電機型號，包括配備更大的轉子慣量、性能更強的主動(dòng)式強制冷卻方案、陽(yáng)極氧化鋁外殼、用于苛刻環(huán)境條件的不銹鋼外殼，以及線(xiàn)性執行器和鐵芯直線(xiàn)電機。集成有伺服驅動(dòng)器的電機適用于低壓（24 或 48 V DC）和高壓應用中都展現出卓越的性能和適用性。AM8000 電機系列覆蓋了 24 V...480 V 的電壓范圍，全面滿(mǎn)足各類(lèi)應用場(chǎng)景的多樣化需求。