倍福的 AX8000 多軸伺服系統素來以出色的性能而著稱，如今再度創新，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關電壓和速度、開關損耗和尺寸方面均樹立了新標桿，展現了前所未有的卓越性能。AX8000 采用的碳化硅半導體顯著降低了功耗，使得同一外殼現在能夠同時容納 28 A 額定電流和 18 A IGBT 器件，進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 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 的高頻主軸驅動器，也可用于驅動注塑機、吹塑機使用的大型電機等。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絡中移除每個單獨的模塊，無需移動或拆卸其它任何設備。

　　1　單電纜技術和安全驅動技術

　　早在 2011 年，倍福就前瞻性地針對驅動產品為市場引入了革命性的單電纜技術 (OCT)。迄今為止，90% 以上的倍福電機都采用了 OCT 技術。有了 OCT 技術，即使是安全驅動技術 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，能夠實現出色的精度、一致的性能和高動態性。此外，這些編碼器還提供無電池的單圈或多圈型號選項，無需擔心參考位置丟失的風險。

　　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選項中，顯著提升了通信和安全應用的模塊化程度。這些功能可以通過 FSoE 安全通信協議、直接布線或使用集成的 TwinSAFE 邏輯在伺服驅動器本地實現，從而為靈活地實現安全驅動功能奠定了基礎。當使用配備經過認證的安全編碼器的電機時，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

　　采用倍福的 XFC 極速控制技術，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 多軸伺服系統因此成為市場上速度最快的總線設備之一。這也足以滿足那些需要極高性能的應用場景，尤其是設定點變化速度極快的應用。分布式時鐘功能的運用可以確保實現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字量輸入，并自動提供帶有當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，也能確保設定點在當前的控制器周期內高精度、高度動態地傳輸。

　　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重要。接下來，可以從一系列預定義的負載情況中選擇最合適的機構，并利用所需的運動曲線進行精確的計算。通過這種方式，Motion Designer 就能夠為用戶推薦最合適的齒輪箱、電機和伺服驅動器，再配以適當的連接電纜和制動電阻、能量再生模塊或電源電抗器等附件，便生成完整的驅動技術零件清單，這不僅適用于單個軸，還能滿足整臺設備的需求。Motion Designer 甚至還能進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 驅動技術高級產品經理 Christian Mische

　　TwinCAT 3 Drive Manager 2 是一款直觀、易用的調試軟件，它能夠在伺服軸的配置和調試過程中為用戶提供全方位的支持和指導。Drive Manager 會自動掃描 EtherCAT 網絡中所有已連接的伺服驅動器和電機，根據電源電壓自動設置相應的參數，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 TwinCAT Scope 提供直觀的圖表，幫助用戶輕松監測和調整電機的運動狀態。另一項值得一提的新功能是自整定功能，它能夠根據 Bode 圖極為迅速地自動調整控制參數以及所需的濾波器。

　　在長時間的設備運行過程中，各個部件之間不可避免地會出現摩擦和磨損，這些現象最終會對控制系統產生負面影響，導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，并且可以實現毫秒級的分析速度。用戶可以在特性曲線周圍設定包絡曲線，一旦數據違反這些包絡曲線的設定范圍，系統將立即觸發警告或報警。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據進行比較和分析。

　　4 “德國制造”伺服電機

　　早在 2011 年，倍福便以 AM8000 系列為開端，開始生產高動態、高品質的伺服電機，同時創新性地引入了單電纜技術。在接下來的幾年里，倍福不斷拓展產品線，又研發了眾多新的電機型號，包括配備更大的轉子慣量、性能更強的主動式強制冷卻方案、陽極氧化鋁外殼、用于苛刻環境條件的不銹鋼外殼，以及線性執行器和鐵芯直線電機。集成有伺服驅動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，全面滿足各類應用場景的多樣化需求。

　　關于德國倍福

　　倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術的德資企業，創立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者，倍福定義了自動化領域的許多標準，是國際標準的制定者和推動者。公司所生產的工業 PC、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控制系統，可為各個工控領域提供開放式自動化系統和完整的解決方案。經過 40 年的發展和努力，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作伙伴，業務遍及 70 多個國家和地區。

　　倍福于 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶于上海市北高新產業園區，現有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用于風力發電、半導體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。

　　公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網于 2014 年成為中國國家推薦性標準，并已入編工信部的《國家智能制造標準體系建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創新，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基于 PC 的控制技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業 4.0 和智能制造奠定了堅實的技術基礎。

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