贝加莱在1999年5月演示了首个ACOPOS系列驱动控制设备,并于当年年底将它推向市场。该系列产品以迅猛的上升势头进入新的千年:起初只有七个驱动模块的产品系列已经快速发展成为一个针对各种伺服电机、感应电机和步进电机的全方位解决方案。因此我们有足够的理由来回顾一下ACOPOS的成功故事。
希腊字acopos的意思是“毫不费力”–这说明贝加莱为ACOPOS系列产品树立了极高的标准。驱动技术的设计、建造和调试应当被轻松地融入到集成自动化解决方案中。
集成化的感觉
当贝加莱于千年之交在Vienna-Tec展会上首次演示其集成化的驱动控制解决方案时,受到了整个行业的关注:该解决方案由智能驱动器、带旋转编码器和嵌入式参数芯片的伺服电机以及针对控制和驱动的统一软件开发环境组成。该解决方案在当时相比其它自动化驱动技术更加紧凑。
传统的解决方案使用模拟量伺服驱动器驱动电机。作为电子控制设备的一部分,它们通过±10 V接口连接定位模块上的设定值。各个不同的厂商提供模拟量伺服驱动器,他们中的很多家都专注于驱动技术。“在当时,世界分为两大阵营:控制技术专家和驱动技术专家,”贝加莱运动事业部经理AloisHolzleitner介绍道。“由于你在两个方向上发送模拟量信号–进出旋转编码器–因此就没有办法提供集成化的诊断功能。
在数字化革命前线
大约在千年之交,在很多领域出现了由模拟向数字过渡。“我们意识到这种转变对驱动技术也具有重要意义,”Holzleitner说道,他从1997年起就投身于ACOPOS的开发中。嵌入电机的电子参数芯片可以存储控制器上的配置数据,从而无需现场重新配置就能实现设备更换。对于进一步开发而言,这是关键性的垫脚石。
用驱动器替换掉不同的定位模块,在同一个设备上执行两项任务是另一个突破性的成就。它们之间的接口问题消失了,呈现出来的是从电机和控制器一直到运动轴的控制解决方案。为了完成这些硬件创新,有必要打破软件障碍,在一个统一的环境中实现集成化编程。贝加莱Automation Studio解决方案仍然是最全面的自动化技术集成开发工具。
快速数据传输
从一开始,贝加莱就对其ACOPOS伺服驱动器非常慷慨,无论是处理能力还是浮点运算。这为新的闭环控制和路径规划方面的应用铺平了道路,对以后ACOPOS的成功将发挥至关重要的作用。“我们解除了消耗资源的处理任务负担。”Holzleitner说道,“这对控制器有显著的影响。”由于可以同步进行路径计算和其它控制操作,因此可以使用一个更小的CPU或操作更多数量的伺服轴。
显然,这些新的处理要求伴随着相应的大量数据,这超出了当时市场上可用的现场总线系统的能力。因此,集成化的驱动控制前景催生了Ethernet POWERLINK。确保机器和人员操作安全一直是贝加莱的关注焦点。从最初七种性能等级的ACOPOS设备开始,Safe Torque Off(STO)就一直是一个标准功能。一项开创性的基于半导体的无磨损解决方案被开发出来,取代了传统上使用的继电器开关。
革命在继续
“诸如塑料和包装技术领域中客户的高要求会受到控制/驱动部分的严格限制,”Holzleitner解释道。“然后突然之间,他们能够以合理的费用和付出,实现前所未闻的轴数。一家领先的包装制造商甚至出现了64个轴的情况。”
ACOPOS系列产品通过完全集成化的功能已经在速度和精度方面树立了新的标准。与此同时,对安全技术以及提高可用性的要求也在迅速增加。半导体技术的进步使贝加莱的下一步开发走向了简单,方便和高效,在2007年,适用于拥有大量轴设备的紧凑型模块的ACOPOSmulti驱动系统被开发出来。
分布式安全逻辑
全新的ACOPOSmulti驱动系统是贝加莱追求“完美自动化”的又一个里程碑。本着这一理念,ACOPOSmulti可以提供先进的选项,让运动控制挑战迅速转变成超出机械制造商预期的解决方案。它的设计允许模块一个挨着一个进行扩展,而且还可以在尽量减少布线的情况下实现即插即用的操作。
尤其是在安全技术方面,自从ACOPOS推出以来就对它有全新且更严格的要求。某些方面始终围绕着最初的设备,例如Safe Torque Off功能,然而市场一直以来都在期待更先进的安全功能以实现速度和旋转方向的控制。ACOPOSmulti采用完全基于网络的openSAFETY实现通信–它是一种独立于现场总线的解决方案,时至今日还可以在众多第三方系统中看到。
灵活的冷却
客户早在配置驱动系统的时候就能着手定制自己的ACOPOSmulti解决方案。例如,为了优化控制柜温度,他们可以在控制柜、外部空气或液体冷却系统中进行选择。通过稳定的直流母线供电可以进一步提高整个解决方案的效率。使用功率因数校正功能可以将驱动系统中的视在功率减小至机器的有功功率,能量再生功能还可以进一步降低功耗。总之,这意味着通过更好地利用现有的电力供应提高能效,降低整体用电量并消除无功功率。与出色的ACOPOS系列产品一样,具有软件兼容性的ACOPOSmulti系列也很快在市场上获得了肯定。
规划未来
虽然ACOPOSmulti是迈向全面的驱动技术产品组合的重要一步,但是这决不是贝加莱前进的终点。贝加莱在2010年推出了ACOPOSmicro,至此贝加莱伺服驱动器产品系列已扩展至覆盖最低的两个功率等级应用。同时推出的还有ACOPOSmicro步进电机控制器。这些成熟的X20步进电机模块提供的功率范围从20至500瓦。而且,它们就像X20模块一样,可以通过X2X Link被直接集成到贝加莱控制系统中,无需使用现场总线系统。
对于不需要更高动态特性伺服驱动器的应用,贝加莱在2009年堆出了ACOPOSinverter系列变频器作为一个具有成本效益的替代方案。它们配备了X2X Link或POWERLINK接口,功率范围从180至500 千瓦。如同所有ACOPOS系列产品一样,这两款产品也提供集成安全功能。
机电一体化时代
为了对日益模块化的机器设计做出响应,贝加莱开发了高鲁棒性的ACOPOSmulti65,它可以直接安装在机器结构上。自从2011年推出以来,这些伺服驱动器摆脱了控制柜的束缚,为机械制造商带来了极大的灵活性和便利性。它们可以通过单个混合电缆实现联网,在一个电缆上实现电源电压、直流母线和POWERLINK通信。ACOPOSmulti65还可以作为连接贝加莱X67输入和输出模块的Hub。这使它能够非常容易地建立可选的机器模块作为完全自主的机电一体化单元。模块化机械驱动技术的最新成果是安装在电机上的ACOPOSmulti65m伺服执行机构。这种解决方案将所有关键组件如电机、定位传感器(编码器)、精密齿轮箱和伺服驱动器结合到一个紧凑的单元中。三个不同尺寸的ACOPOSmulti65m的功率范围从500瓦至2千瓦,实现了显著的尺寸减小和调试简化。
伺服驱动技术的最新成果:电机安装的ACOPOSmulti65m。它可以带来前所未有的空间节约和调试精简。
“我们的工程师正在处理未来将出现在市场上的一些设备的产品规范,”Holzleitner披露道,这预示着ACOPOS系列产品的持续壮大。“在一个产品生命周期很长且将长期运行的行业中,我们已经在寻找下一个十年的发展动力。”Holzleitner说道。因此,ACOPOS千禧年仍在继续...