Beckhoff-Antriebstechnik: Hochleistungs-Multiachs-Servosystem AX8000 Kompaktes Mehrachssystem

Redakteur: Silvano Böni

Das Multiachs-Servosystem AX8000, mit kompakter Baugrösse für die platzsparende Schaltschrankmontage, ermöglicht mit kurzen Regelzyklen hochpräzise Positionier- und Bearbeitungsvorgänge. Hinzukommen eine schnelle Montage und Inbetriebnahme durch das einfache Zusammenstecken der gewünschten Achsmodule, die One Cable Technology (OCT) sowie die direkte Integration von Safety und Netzfilter.

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Das modulare Multiachs-Servosystem AX8000 wird höchsten Anforderungen an Regelgeschwindigkeit und -genauigkeit gerecht und ermöglicht zudem eine optimierte Raumausnutzung im Schaltschrank.
Das modulare Multiachs-Servosystem AX8000 wird höchsten Anforderungen an Regelgeschwindigkeit und -genauigkeit gerecht und ermöglicht zudem eine optimierte Raumausnutzung im Schaltschrank.
(Bild: Beckhoff)

Konzipiert ist AX8000 als Antriebssteuerung, die sich auch bei hohen Anforderungen an Regelgeschwindigkeit und -genauigkeit sowie optimierte Raumausnutzung eignet. Modular aufgebaut, umfasst das Mehrachssystem verschiedene Einspeise-, Ein- und Doppelachsmodule sowie ein Kondensatormodul. Mit 223 mm Höhe und 60 beziehungsweise 90 mm Breite bauen die einzelnen Module und damit auch das komplette Mehrachssystem äusserst kompakt, was die platzsparende und dementsprechend kostenoptimierte Konstruktion von Schaltschränken und Anlagen unterstützt. Für eine weitere Kostenreduktion sorgen die einfache, schnelle Montage und Inbetriebnahme.

Schnellstmögliches und hochpräzises Positionieren

Der EtherCAT-basierende Kompaktantrieb AX8000 kombiniert leistungsfähige FPGA-Technologie mit Multicore-ARM-Prozessoren. Dabei ermöglichen FPGA-basierte Regelalgorithmen mit einer Mehrkanal-Stromregelungstechnologie Abtast- und Reaktionszeiten kleiner 1 μs bei der Stromregelung sowie Drehzahlregler-Zykluszeiten – je nach konfigurierter Schaltfrequenz – ab 16 μs. Die minimale EtherCAT-Zykluszeit liegt bei 62,5 μs. Für Motion-Anwendungen bedeutet dies schnellstmögliche Regelung und hochpräzise Positionierung, erhöhte Konturschärfe bei Bearbeitungsvorgängen und einen insgesamt erhöhten Produktionsausstoss.

Modularer Aufbau für breites Anwendungsspektrum

Als Einspeisemodule stehen je zwei 60 und eine 90 mm breite Variante für die weltweit verschiedenen Spannungssysteme zur Verfügung: 100 bis 230 VAC mit 20 beziehungsweise 40 A für Asien und Amerika sowie 400 bis 480 VAC mit 20 beziehungsweise 40 A für Europa und Nordamerika. Bei allen vier Versionen sind Bremswiderstand und Brems-Chopper sowie ein Netzfilter integriert. Somit sind keine weiteren externen Komponenten erforderlich, was sowohl die Teilevielfalt wie auch den Platzbedarf reduziert.

Um die gewünschten Achskonfigurationen zu realisieren, stehen ein 60 mm breites Einachsmodul mit 8 A Nennstrom und ein ebenso breites Doppelachsmodul mit 2 x 6 A Nennstrom sowie ein 90-mm-Einachsmodul mit 18 A Nennstrom zur Verfügung. Über die skalierbare Motorstrommessung werden hiermit auch deutlich kleinere Motornennströme abgedeckt. Als Feedback- und Anschlusssystem kommt die für die Servomotoren-Baureihe AM8000 optimierte Einkabellösung OCT (One-Cable-Technologie) zum Einsatz. Je Achse bietet das System vier digitale Eingänge; zwei davon für Onboard-Safety-Funktionen vorkonfiguriert.

Logistik, Montage und Inbetriebnahme vereinfacht

Für eine vereinfachte Logistik und Lagerhaltung sorgt AX8000 nicht nur durch die Integration zum Beispiel von Netzfilter und Bremswiderstand, sondern auch durch die reduzierte Modellvielfalt. Denn anstelle der in der Regel erforderlichen Modulvielfalt lässt sich das gesamte Anwendungsspektrum durch die skalierbare Motorstrommessung komplett nur noch mit 8- und 18-A-Modulen abdecken.

Die integrierte TwinCAT-Runtime stellt komfortable Module, unter anderem für die Drehzahl- und Positionsregelung, zur Verfügung. Die Programmierung ist auch kundenseitig in IEC 61131, C++ und Matlab/Simulink möglich. Als leistungsfähige Diagnosewerkzeuge dienen die Oszilloskop-Funktion mit TwinCAT Scope und die Achsoptimierung mit TwinCAT BodePlot.

Eine schnelle Montage und Inbetriebnahme ermöglicht das integrierte Schnellverbindungssystem AX Bridge, das die Verbindung der Module fehlersicher und werkzeuglos per Federkrafttechnik herstellt. Sie brückt Zwischenkreis, 24 V DC und EtherCAT. Hinzukommen eine Zentrierung zur leichteren Ausrichtung der Achsmodule sowie der einfache, die Kabelanzahl reduzierende Motoranschluss per OCT mit Schnellverschluss. <<

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