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EPOS4真正微型!
机器人技术、分析和处理系统要求将大量高效节能的紧凑型驱动装置与高动态控制器以及联网的总线系统紧密整合在一起。maxon勇于迎接这项挑战。
要求:紧凑型多轴系统设计
手术机器人、医疗和实验室技术中的分析设备、放射治疗中的多叶准直器,都十分依赖小型化的驱动系统。这些驱动系统极为高效,需要以高密度的方式进行安装。除了电机之外,理想的“驱动包”通常还包括电机控制器,理想情况下能够直接集成在设备里靠近电机和传感器的位置。
聚焦:小型化电机控制器
电机控制器最重要的特性是高能源效率和高功率密度,使得所有组件能以节省空间的方式集成。同样重要的是各种传感器和执行器的连接,以及一个快速总线接口。EPOS4 Micro Module提供广泛的高标准化功能、现代控制器算法、紧凑型功率级和CANopen或EtherCAT总线接口,且其尺寸仅有邮票大小(32 × 22 × 7 mm)。设备制造商可按照所需的轴数将插件模块集成到自己的电子装置中。这样就能以最紧凑的尺寸实现成本优化的多轴系统。
总线接口:整个系统的主干
通过总线接口,每个驱动单元都能快速与主控制器(例如PLC或maxon MasterMACS)交换命令和状态数据。在此常用的现场总线系统是CANopen和EtherCAT。EtherCAT具有高传输速率,因此在复杂的多轴应用中具有特殊优势。但当作为单轴连接使用时,它的缺点在于需要额外硬件及使用大型标准化RJ45插头。控制器和总线插头的尺寸有时会成为EtherCAT的“致命准则”,尤其是在手持设备和机器人应用方面。
“Micro”(微型)且EtherCAT
EtherCAT利用电感变送器来屏蔽由于电势差而产生的直流信号组件,抑制干扰,并确保信号的完整性。但这些部件和RJ45插头都需要印刷电路板上的很大空间。如果必须为每个单独的驱动控制器集成这些部件,也会提高成本。在需要将多个EPOS4 Micro集成到一块通用电子电路板上时,也可通过电容耦合方式在内部连接EtherCAT端口,既紧凑又节省成本。这样,就只需要用于外部EtherCAT连接的RJ45插头。根据这一原理,maxon提供一款极其紧凑的多轴控制器,安装表面只有90 × 56 mm(近似名片大小),同时配备三个EPOS4 Micro 24/5 EtherCAT模块。
“Micro”(微型)且易于集成
使用EPOS4 Micro,数据和命令通过CANopen或EtherCAT传输并遵循CiA® 402协议(驱动系统和运动控制设备配置文件)。可支持以下标准化运行模式:“PPM – 轮廓位置模式”、“PVM – 轮廓速度模式”、“HM – 归零模式”、“CSP – 循环同步位置”、“CSV – 循环同步速度” 以及“CST – 循环同步转矩”。作为标准化的运动控制从站,EPOS4 Micro(以及所有EPOS4系列)可以非常轻松地集成到不同PLC 制造商的系统管理器工具和运动库中。也可以实现那些通过maxon的EPOS Command Library(命令库)、由计算机或Raspberry Pi进行控制的应用。
“Micro”(微型)且适合IIoT
EPOS4在机器或传动系IIoT(工业物联网)环境中是级别最低的信息提供者。通过EPOS4总线接口,可根据要求提供实时数据,例如电机电流和转矩、转速、位置值、故障状态、控制器和电机温度及负载值,传感器和执行器状态等。
“Micro”(微型)但多功能
与EPOS4产品系列的其他型号一样,EPOS4 Micro具有25 kHz电流控制器频率和2.5 kHz速度/位置控制器频率。最先进的控制器概念,例如磁场导向控制(FOC)、前馈、观测器控制及双闭环控制器,这同样意味着EPOS4 Micro可以提供最大的电机性能和运动精度。双闭环控制在电机轴上具有增量式编码器,在输出轴上具有SSI绝对编码器,即使在传动系统具有一定内部弹性或间隙的情况下,也可以对负载端进行精确的定位。
“Micro”(微型)但通用
EPOS4 Micro支持带霍尔传感器、数字增量编码器和SSI绝对编码器的有刷或无刷DC电机。共有5个数字量输入、3个数字量输出、2个模拟量输入(+/–10 V)和1个模拟量输出(+/–4 V),允许连接和评估额外的执行器和传感器。
“Micro”(微型)但功能强大
EPOS Micro提供较高的功率密度,每平方厘米(cm2)安装表面的峰值性能超过50 W,在环境温度–30°C至45°C的情况下无需额外冷却。在实际操作中,这意味着大小只有32 × 22 mm(“EPOS 24/5 Micro CAN”)和7 mm厚度的控制器,能以120 W的连续输出功率和360 W的峰值功率工作10秒以上。
“Micro”(微型),即使在调试时
EPOS Studio调试软件的启动向导将极其直观地引导用户进行基本配置,并对所有控制器参数进行自动微调,甚至可以应对复杂的双闭环控制器结构。
不仅仅是产品:作为系统合作伙伴的maxon
凭借服务门户网站support.maxongroup.com和各种服务,maxon所提供的不仅仅是目录上的标准产品。如果要将EPOS4 Micro集成到客户电子板上,maxon可提供定制电子板的开发和生产等补充服务。在这里,maxon不仅是产品供货商,同时也在驱动技术领域中以合格的工程合作伙伴的身份承担并胜任系统化工作。尽早与maxon展开信息交流和集思广益,是找到技术和商业方向的优化解决方案的第一步。
简而言之:
能力卓越并以目标为导向——EPOS4 Micro和maxon服务是成功的基础。