淺析 | 匯川IS810N多軸伺服驅(qū)動器

本期，我們先來簡單了解下匯川其中一款I(lǐng)S810N系列多軸伺服驅(qū)動產(chǎn)品：

IS810N-INT

從外觀上看，IS810N-INT 采用了書本型模塊化的結(jié)構(gòu)樣式。

操作和接線主要集中在前側(cè)塑殼面板上，兩側(cè)為光潔平整的金屬蓋板，一看到這樣的框架布局，就知道 IS810N-INT 是支持多個模塊零間距并列組裝的，能夠幫助用戶節(jié)省多軸伺服驅(qū)動單元在電氣柜內(nèi)的安裝空間。

不過，此次發(fā)布的 IS810N-INT 僅僅是伺服驅(qū)動逆變單元，輸入電壓為直流 537~679V，須使用 MD810 整流電源模塊（最大整流輸出功率：355kW）作為直流動力電源，構(gòu)成多軸共直流母線伺服驅(qū)動系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的電壓輸入等級為 AC 380V ~ 480V。

接下來，借助模塊上各個操作、接線端口示意圖，來簡單看一下 IS810N-INT 的一些主要功能特點。

前端面板最下方，為伺服電機動力電源、抱閘控制和編碼器反饋的進(jìn)線端口。

從樣本上看， 全系列 IS810N-INT 的額定輸出電流范圍為 3.5A~152A，并且有雙軸輸出模塊可供選擇。手冊上并沒有特別說明是否所有功率段都會有雙軸模塊型號選項，但根據(jù)我們目前的推測，雙軸模塊應(yīng)該僅限于此次首發(fā)的小功率 SIZE 1 的四檔型號。

⚠️ 雙軸模塊的額定電流指的是每個伺服軸的輸出電流。

作為產(chǎn)品發(fā)布的第一階段，此次面市的 IS810N-INT 僅為 SIZE 1 的驅(qū)動單元模塊，額定輸出電流最大僅為 11.9A。因此，盡管官方資料顯示，IS810N-INT 能夠搭載 OneCable、ISMH、ISMG、MS1 ...等多個系列的伺服電機，但其目前僅能通過 OneCable 系列達(dá)到 5.6 kW / 18Nm 的額定輸出；

未來隨著 SIZE 2 和 SIZE 3 模塊的發(fā)布，將能夠匹配 ISMG 系列電機，以最大 134.6 A 的額定電流實現(xiàn)高達(dá) 69.1 kW / 440Nm 的大功率動力輸出。

伺服反饋方面，IS810N-INT 支持匯川自家的 20 位總線式增量型或 23 位總線式絕對型編碼器。

在驅(qū)動器底部加裝電池，并將其接入編碼器反饋回路，可以讓 IS810N-INT 從電機側(cè)獲得多圈絕對位置反饋。

如果使用 OneCable 伺服電機，因為其動力與反饋線路是集成在一個電氣接口中的，所以在這款電機與驅(qū)動器之間就只需要使用一根伺服電機電纜，只是在驅(qū)動器側(cè)分成動力和反饋兩個端子接入驅(qū)動單元。這將幫助用戶減少與伺服線纜相關(guān)的系統(tǒng)集成和工程實施成本。

同時可以注意到，在 IS810N-INT 模塊底部，電機電纜接入驅(qū)動器的進(jìn)線端口下方，有專門用于線路固定和屏蔽接地的金屬支架，以提升設(shè)備系統(tǒng)的 EMC 電磁兼容性能。

電機反饋端口上方的 CN5/CN7，為伺服編碼器分頻信號輸出，根據(jù)產(chǎn)品資料顯示，這個端口將為上位控制系統(tǒng)提供全閉環(huán)位置反饋。如果麥總沒有理解錯，編碼器分頻信號應(yīng)該可以在運控設(shè)備（如：無軸印刷設(shè)備）中，為多軸位置同步系統(tǒng)（如：套色系統(tǒng)）提供速度和相位的控制參照。

CN5/CN7 上方的 CN1，是驅(qū)動器自帶的 24 針 I/O 輸入輸出控制端口，此處共包含：

• 8 路數(shù)字量輸入，可分配 37 種常用控制功能，其中 2 路（HDI4/HDI8）為高速數(shù)字量輸入，可用于色標(biāo)套準(zhǔn) Registration 定位功能；

• 2 路數(shù)字量輸出，可分配 19 種不同功能；

I/O 端口上方有 3 個 RJ45 以太網(wǎng)端口，自下而上分別為 CN4/CN3 和 CN2。

CN3/CN4 為雙 EtherCAT 實時運控以太網(wǎng)端口，用于將驅(qū)動器接入設(shè)備的運控系統(tǒng)。而在控制器的使用上，IS810N-INT 的選擇是比較靈活的，不僅可以適配匯川自家的 AM600，還可以兼容包括 Beckhoff 和 Trio 等多個品牌的 EtherCAT 設(shè)備控制器。

CN2 為連接上位 PC 用的標(biāo)準(zhǔn) EtherNet 端口，目測可以將驅(qū)動器接入上位信息系統(tǒng)（如工控機或 HMI...等），或者在調(diào)試驅(qū)動器時作為參數(shù)設(shè)置（上傳/下載）和固件升級的數(shù)據(jù)接口。

CN2 上方 “IS810N” 標(biāo)簽右側(cè)為通信地址撥碼開關(guān)。

來到驅(qū)動器面板最上方，其前端為 LED 操控顯示面板，尺寸約為 50 x 50 mm，有深色透明塑料蓋板作為保護(hù)，其主要功能包括：5 位 8 段 LED 顯示、6 個功能狀態(tài)指示燈、5 個模式和參, 數(shù)調(diào)整操作按鈕、直流母線充電狀態(tài)指示燈...等，用以幫助用戶在現(xiàn)場對驅(qū)動器的運行狀態(tài)做到快速識別和及時調(diào)整。

取下 LED 操作面板，可以看到 IS810N-INT 的直流電源輸入端口，正負(fù)兩極母排上各有一副短接金屬片和固定螺栓，其結(jié)構(gòu)樣式和 MD810 多機傳動系統(tǒng)的直流母線是一致的。

只需將零間距并列安裝的多臺 IS810N-INT 軸模塊和一臺 MD810 整流模塊的直流母排端口首位相連、前后掛接，就能夠快速搭建出一套共直流母線的多軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)。這不僅有助于設(shè)備電氣柜內(nèi)空間的優(yōu)化，還能夠通過各驅(qū)動單元之間的電源共享和動力互補，幫助企業(yè)節(jié)約產(chǎn)線的電能消耗。

按照產(chǎn)品手冊描述，驅(qū)動器頂部靠近面板側(cè)，還有兩個 RJ45 端口，可以在調(diào)試時用于連接手操器或者 PC 電腦。

官方發(fā)布的資料顯示，IS810N-INT 還能夠通過內(nèi)置集成的安全扭矩關(guān)斷功能，實現(xiàn)一類（CAT 1）運動安全停止，其 STO 端子位于驅(qū)動器頂部中間，靠近雙 RJ45 端口。

IS810N-INT 將驅(qū)動器的 24 VDC 控制電源輸入放在了模塊頂部中間略靠近散熱通風(fēng)口的位置，并且采用了雙端口的設(shè)計。因此，多臺 IS810N-INT 驅(qū)動器的控制電源端口可以通過首尾相連的跳線跨接方式共同接入一個 24 VDC 開關(guān)電源，這將有助于簡化多軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)的線路布局。

不難發(fā)現(xiàn)，IS810N-INT 集成了時下運控領(lǐng)域諸多流行技術(shù)元素，例如：共直流母線的動力架構(gòu)，書本式模塊化硬件布局、零間距并列安裝方式，單電纜伺服電機、集成安全扭矩關(guān)斷...等等，其風(fēng)格已經(jīng)與匯川以往伺服驅(qū)動產(chǎn)品有了非常大的變化。

同時，這款新產(chǎn)品在工業(yè)設(shè)計上一些有關(guān)應(yīng)用體驗的考慮，例如：模塊底部電機線纜接入端口、共用直流母線的聯(lián)接方式、控制電源的雙端口...等易用性方面的設(shè)計，讓我們隱約感覺到其設(shè)計理念正逐漸呈現(xiàn)出向國際化靠攏的趨勢。

目測 IS810N-INT 會是下個月工博會 / IAS 展上一款關(guān)注度極高的運控驅(qū)動產(chǎn)品。

然而，工業(yè)產(chǎn)品就是這樣，高逼格并不等于市場的接納，用戶的認(rèn)可很大程度上還是來自于對產(chǎn)品性能和品質(zhì)的認(rèn)知和體驗。這對于像 IS810N-INT 之類的運控產(chǎn)品來說，其實是一個涉及硬件、軟件、參數(shù)、程序、電氣、機械、易用性、兼容性、應(yīng)用環(huán)境 ... 等很多方面的系統(tǒng)性綜合體驗。

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