
倍福计划于2016年第二季度开始在中国市场推广的新一代伺服系统AX8000,是更为紧凑的产品,其体积比上一代伺服减小了1/3。AX8000中采用了目前应用很广的共直流母线架构,更为省电环保。AX8000驱动系统自带的伯德图功能等一系列工具更有助于用户分析机械问题,如抑制振动和智能诊断等,且高阶观测器可以极大提高系统带宽.
高动态多轴系统
做为高动态多轴系统的AX8000采用模块化设计,伺服系统包含了电源模块、单轴和双轴模块及一个电容模块,此款产品结构极为紧凑,高仅为223 mm,宽仅为60 mm或90 mm,便于实现节省空间且经济的控制柜外壳设计,其快捷且简单的组件安装能够实现降低成本的要求,因为以上各项特性,倍福新型AX8000多轴伺服系统可满足用户对于控制速度和精度及空间优化使用的要求。
倍福基于EtherCAT的伺服驱动器通过分布式时钟可实现系统精确同步,从而达到整个网络中轴与轴间的高精度同步。EtherCAT的同步精度远远小于1μs,采用EtherCAT的运动控制网络,只需要在控制器、驱动器及输入/输出模块之间布设一根电缆,这种“一网到底”的总线结构一目了然,极大地减少了控制系统的配线数量。
而基于EtherCAT的AX8000紧凑型驱动系统将FPGA技术和ARM多核处理器结合在了一起,基于FPGA的控制算法和多通道电流控制技术,能够实现电流环控制的采样时间小于1μs,且速度环控制循环时间低至16μs。EtherCAT周期时间最小为62.5μs(位置环周期),这些极高的参数意味着在运动控制应用领域,Beckhoff新型驱动系统可以实现最高的控制性能和精度定位,提高加工过程中的轮廓精度的同时提高生产效率。
AX8000伺服驱动器中集成了制动电阻、制动斩波器和电源滤波器,因此无需其他外部组件,降低了产品在整体设备中的所占空间。这其中,AX8000系列集成的TwinCAT Runtime选项为高精度控制速度和位置提供了方便的软件模块,用户可以使用IEC61131-3编程语言C语言和MATLAB®/Simulink®来编程运动控制项目。TwinCATScope软件示波器中则提供了高效的诊断工具,并可使用TwinCAT BodePlot波特图来优化机电系统的配合。快速且高效的安装可通过集成的AX-Bridge快速连接系统实现,该系统以自动防故障的方式通过弹簧组件与AX8000模块相连接,完全不需要额外工具就可连接直流母线、24VDC和EtherCAT接口,同时AX8000还支持Matlab直接编程。
适用于多个市场应用
目前倍福的用户主要分布在高端市场,用户非常看重系统的领先性能,如快速性和高精度。AX8000极速响应系统,足以应对复杂的控制需求,如机器人控制、机床、印刷及包装等复杂的运动控制系统。同时,该系统支持多种编码器,包括支持单电缆系统,使现场安装与维护更为简单,系统更具良好的开放性和扩展性。
AX8000紧凑型驱动系统所集成的安全功能包括17种安全运动控制功能,如SLT(力矩安全限制)和SBC(安全制动控制)等,这保证了设备在运行过程中更加安全。由于完全基于EtherCAT通信,AX8000的数量和位置可以任意选择,同时可在100μs内完成100个伺服轴的数据更新,对于关节机器人、高速印刷、CNC及造波造浪等智能装备系统而言,AX8000具有非常高的性价比。
市场分析是决定新产品推出的关键步骤,宏观经济进入“新常态”后,依靠投资拉动的新增市场需求持续低迷,而消费升级促使与民生相关的消费电子制造设备、食品包装机械及医疗设备等需求持续增长,如“苹果经济”带动消费电子快速增长;LED回暖,使得锂电池和家电行业需求增长;因为食品及软饮行业需求的增加,包装机械市场规模同比上涨;绿色节能也成为伺服系统的应有之义。在这些市场中,AX8000也成为了充分考虑各个市场需求的一款新产品。
机电系统更为模块化
随着工业自动化市场的快速发展,机器的功能越来越全面,所具备的程序越来越复杂,控制周期则越来越短,同步伺服轴在不断增加,轴与轴之间的耦合类型也变得更加复杂。电子凸轮和电子齿轮的应用逐步增多,机器运动更多地采用多维插补技术,机电系统更为智能化且模块化。
基于市场需求的变化,倍福致力于为用户提供开放的行业解决方案,如将视觉系统、机器人控制和传统控制集成到同一硬件和软件平台中,将高级控制算法(如神经元网络技术、模糊控制)应用于工业控制领域,提高对机械系统的分析能力,同时使机器具有自诊断能力和维护功能,使用新的人机交互系统(如语音系统)来简化设备操作,为最终用户带来更多便利。多轴控制、高度智能和视觉紧密结合,这是倍福的解决方案需要优先考虑的内容。
同时在新常态经济背景下,制造业生产模式正在发生转变,新型工业化与信息化深度融合诉求不断加强,推动中国制造业从低端化、批量化的传统制造模式向高端化、半定制化的“智造”模式转变,进而给通用运动控制产品带来良好增长。尽管中国运动控制产品市场未来很长一段时间可能还会以中低端产品为主,但中高端市场的发展将非常迅速, 如机器人、AGV、医疗、印刷、包装、纺织、半导体及智能手机等。目前很重要的一个发展趋势是,网络化的伺服类产品正替代过去的脉冲方式和模拟量的控制方式。倍福研发的伺服基于快速以太网总线EtherCAT和OCT单电缆技术,全数字化设计大大加强现场抗干扰能力,这其中较为突出的就是1 µs的电流环响应时间可以满足最苛刻的应用。
随着中国运动控制市场的成熟,伺服控制产品的研发方向,将往更小的体积、更简单的操作、更智能节能及更少接线发展,且随着伺服控制应用的逐步成熟,整体解决方案不断向细分行业扩展,半定制化运动控制解决方案也成为未来市场的趋势,高动态和高精度也成为很多行业关注的重点。