前言

制造業(yè)長(zhǎng)久以來(lái)一直夢(mèng)想著機(jī)器可以即時(shí)適應(yīng)各種不同的產(chǎn)品。通過(guò)使用今天的自動(dòng)化技術(shù)，這一夢(mèng)想現(xiàn)已成真。

貝加萊極其緊湊的新型伺服驅(qū)動(dòng)器是適用于模塊化機(jī)器設(shè)計(jì)的集成驅(qū)動(dòng)解決方案的理想之選

文/貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國(guó)）有限公司

當(dāng)我們談及創(chuàng)新的工業(yè)機(jī)械時(shí)，關(guān)鍵詞往往是柔性。對(duì)于制造企業(yè)而言，其成功很大程度上取決于他們是否能夠?qū)Σ粩嘧兓氖袌?chǎng)需求做出快速響應(yīng)，并且是否能夠在較短時(shí)間內(nèi)將新產(chǎn)品推向市場(chǎng)。我們都看過(guò)好萊塢是如何將一輛普通汽車變型為未來(lái)機(jī)器人的，而完美的機(jī)器則將會(huì)像它一樣快速、輕松地實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)。適應(yīng)性更強(qiáng)的機(jī)器意味著產(chǎn)品上市時(shí)間更短，生產(chǎn)小批次、個(gè)性化產(chǎn)品的利潤(rùn)更高。如今，網(wǎng)紅帶貨可能會(huì)導(dǎo)致需求量突然增加，并以同樣快的速度消失。傳統(tǒng)機(jī)器通常被設(shè)計(jì)為只能生產(chǎn)一種特定的產(chǎn)品。如果某種產(chǎn)品的需求量上升，那么制造商就需要新的機(jī)器來(lái)生產(chǎn)它。即使他們能夠以足夠快的速度獲得新設(shè)備，以此來(lái)滿足消費(fèi)需求的快速波動(dòng)，但是不斷地進(jìn)行重新裝備也是一種成本較高且耗時(shí)的方法，而且很快就會(huì)過(guò)時(shí)的機(jī)器將會(huì)占用寶貴的占地面積。解決方案是可以適應(yīng)新產(chǎn)品的柔性機(jī)器。為此，機(jī)器必須采用模塊化構(gòu)造 – 獨(dú)立的機(jī)電單元 – 這些模塊可隨時(shí)連接或去除，這對(duì)控制柜的影響較小。

產(chǎn)品快速換型

“為了實(shí)現(xiàn)從一種產(chǎn)品到另一種產(chǎn)品的快速轉(zhuǎn)換，每個(gè)機(jī)器模塊都需要有自己的集成運(yùn)動(dòng)控制解決方案。換言之：緊湊型伺服驅(qū)動(dòng)器是模塊化機(jī)器的基本要求，”貝加萊驅(qū)動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品經(jīng)理Wilfried Guerry說(shuō)道。這種驅(qū)動(dòng)解決方案直接安裝在機(jī)器框架上，實(shí)際上是將自動(dòng)化分布在整個(gè)機(jī)器上，而非集中在控制柜中。這種針對(duì)模塊化機(jī)器的分布式方法不僅減少了控制柜中所需的硬件數(shù)量，而且還節(jié)省空間。“這樣你就可以使用更小的控制柜，并大幅減少布線。你得到的是一臺(tái)占地面積小得多的機(jī)器，”Guerry強(qiáng)調(diào)說(shuō)。“你還可以削減復(fù)雜的機(jī)柜冷卻系統(tǒng)，或干脆不用。”

緊湊的驅(qū)動(dòng)器

貝加萊的ACOPOSmotor是一種分布式驅(qū)動(dòng)技術(shù)解決方案，可使機(jī)器變得更柔性。“借助ACOPOS系列中極其緊湊的新型伺服驅(qū)動(dòng)器，我們得以裝備精良地滿足機(jī)器制造商對(duì)更高柔性的需求。”Guerry強(qiáng)調(diào)道。這款具有IP65防護(hù)等級(jí)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器組合僅僅60 x 90 mm，非常適合安裝在機(jī)器的框架上。其性能范圍高達(dá)350 W，具有集成的伺服驅(qū)動(dòng)器，可實(shí)現(xiàn)的控制環(huán)快至50 μs。“ACOPOSmotor有助于機(jī)器制造商輕松地適應(yīng)不同產(chǎn)品，”Guerry說(shuō)道。

快速啟動(dòng)和運(yùn)行

現(xiàn)代制造設(shè)備不僅要求柔性，而且還需要快速啟動(dòng)并投入運(yùn)行。“我們看到就整臺(tái)機(jī)器而言，對(duì)交付后迅速具備即插即用的操作就緒水平的需求也在不斷增加，”Guerry說(shuō)道。這并非易事，因?yàn)楸仨毑鹦稒C(jī)器以便運(yùn)輸，然后在現(xiàn)場(chǎng)重新組裝。較小的ACOPOSmotor驅(qū)動(dòng)器通過(guò)混合電纜連接，這種混合電纜可同時(shí)提供電源和使用POWERLINK的網(wǎng)絡(luò)通信。僅需一根電纜即可連接到控制柜。“貝加萊產(chǎn)品提供兩種混合電纜連接方式。它們的獨(dú)特之處在于可以自由旋轉(zhuǎn)300°。這在安裝過(guò)程中有很大的助，”Guerry說(shuō)道。

緊湊的ACOPOSmotor無(wú)需使用額外的伺服驅(qū)動(dòng)器，而且可以輕松地集成到POWERLINK網(wǎng)絡(luò)中。

新型ACOPOSmotor具有獨(dú)特的300°旋轉(zhuǎn)連接器，可使安裝變得更容易。

減少布線

使用ACOPOSmotor的單電纜解決方案簡(jiǎn)化了啟動(dòng)過(guò)程，從而可以大幅降低成本。“與傳統(tǒng)的伺服驅(qū)動(dòng)器相比，布線量最多可以減少90%，”Guerry說(shuō)道。額外的ACOPOSmotor單元可以通過(guò)菊花鏈方式輕松地進(jìn)行連接。“這削減了布線所需的時(shí)間和人力成本，”Guerry指出道。更重要的是，簡(jiǎn)化布線還可以使出錯(cuò)的可能性大大降低。

ACOPOSmotor支持簡(jiǎn)單的菊花鏈連接，從而可以大幅減少布線。

ACOPOSmotor

憑借極其緊湊的新型ACOPOSmotor，貝加萊可提供集成的電機(jī)-驅(qū)動(dòng)器解決方案，功率高達(dá)335 W，電機(jī)法蘭尺寸僅為60 mm。驅(qū)動(dòng)器可在24至60 VDC的寬電壓范圍內(nèi)運(yùn)行，而且集成的STO安全功能可作為標(biāo)配。此外，設(shè)備無(wú)需使用風(fēng)扇或散熱片，因此，維護(hù)成本較低且易于清潔。

驅(qū)動(dòng)控制優(yōu)化

為了對(duì)機(jī)器和生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施持續(xù)改進(jìn)，你首先需要從機(jī)器上收集到所有可用的數(shù)據(jù)。“使用ACOPOSmotor，你可以實(shí)時(shí)查詢到諸如速度、扭矩和電壓之類的數(shù)據(jù)，并將其收集和存儲(chǔ)到云端，”Guerry解釋道。伺服驅(qū)動(dòng)器可以使用像OPC UA這樣的通信協(xié)議通過(guò)邊緣設(shè)備將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端。經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)可以被用來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量或減少能耗。這對(duì)相對(duì)較小的組件來(lái)說(shuō)則大不相同。“最小的ACOPOSmotor其尺寸與一張信用卡大小相當(dāng)，”Guerry說(shuō)道。該設(shè)備非常適合模塊化設(shè)計(jì)，有助于簡(jiǎn)化調(diào)試，有利于過(guò)程數(shù)據(jù)采集，可為打造緊湊性和適應(yīng)性更強(qiáng)的機(jī)械助力。