ELAU MC-4/11/50/400 是埃劳(ELAU)公司(隶属于施耐德电气)EPAS-4 系列中一款高性能、模块化设计的多轴伺服驱动器。它是一款将电源、轴模块和运动控制器高度集成的紧凑型驱动单元,专为需要多轴精密同步运动控制的中等功率应用而设计,是包装、物料输送和装配自动化领域的旗舰级驱动解决方案。
应用场景:
在一台高速旋转式贴标机的核心,八个伺服轴需要以毫秒级的同步精度协同工作:瓶子输送、定位、取标、涂胶、贴附、抚平。传统的单轴驱动器加独立控制器的方案面临布线复杂、同步性能瓶颈和成本高昂的挑战。ELAU MC-4/11/50/400 提供了完美的集成解决方案。它在一个紧凑的单元内集成了四个轴的驱动和控制能力,通过高速背板总线实现轴间纳秒级同步。其内置的控制器直接运行贴标所需的电子凸轮曲线和飞剪算法,使得八个轴的动作如一个整体般行云流水,将贴标速度提升至每分钟上千瓶,同时确保了极高的贴标精度和极低的废品率。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | ELAU MC-4/11/50/400 |
制造商 | ELAU (施耐德电气旗下) |
产品类别 | 模块化多轴伺服驱动器/控制器一体机 |
系列平台 | EPAS-4 |
电源输入 | 3相, 400V AC(-11表示电压等级), 50/60 Hz |
直流母线电压 | ~565 V DC |
输出电流 | 11 A RMS 持续电流(每轴), 50 A 峰值电流(驱动器整体, -50表示电流等级), 400 为产品世代或特性代码 |
轴数 | 最多集成4个伺服轴的控制与驱动(MC-4表示4轴模块)。 |
控制架构 | 集成多轴运动控制器, 支持电子齿轮、电子凸轮、飞剪、追剪等高级功能。 |
通信接口 | 标配SERCOS III 或 EtherCAT 高速实时以太网(取决于具体版本), 用于与上级PLC/HMI及扩展I/O通信。 |
反馈接口 | 每轴支持高分辨率编码器反馈(如EnDat 2.2, HIPERFACE DSL, 旋变等)。 |
安全功能 | 集成STO(安全转矩关断) 功能, 符合SIL 2/PL d安全等级。 |
防护等级 | 通常为IP20, 需安装于控制柜内。 |
编程环境 | 使用 ELAU PacDrive(基于IEC 61131-3) 或 施耐德电气 EcoStruxure Machine Expert 进行一体化编程。 |
技术原理与创新价值:
创新点1:高度集成的“一体化”设计
MC-4/11/50/400 革命性地将多轴伺服驱动器、多轴运动控制器和电源模块集成于一个紧凑的单元内。这种设计消除了传统“PLC+分布式驱动器”架构中复杂的布线、通信延迟和同步问题。所有轴共享同一个直流母线和控制周期,实现了真正的硬件级同步,特别适合电子凸轮、飞剪等需要极高同步精度的应用。
创新点2:基于SERCOS III的硬实时通信
该驱动器通常采用SERCOS III 实时以太网通信协议。SERCOS III不仅提供微秒级的确定性通信,还将标准以太网TCP/IP通信集成在同一根网线上,实现了运动控制与IT网络的融合。这使得 MC-4/11/50/400 可以轻松集成到更广泛的工厂网络中,同时保证运动控制的硬实时性能。
创新点3:面向对象的软件工程与库函数
ELAU的 PacDrive 软件平台为 MC-4/11/50/400 提供了强大的编程环境。它将复杂的运动控制功能(如凸轮曲线生成、张力控制)封装成可重复使用的软件功能块(AOI)。机械工程师可以像搭积木一样,通过配置这些功能块来快速实现复杂的机器工艺,极大缩短了开发周期,并提高了代码的可靠性和可维护性。
应用案例与行业价值:
案例:高速软包装印刷机的套色与裁切控制系统
一台八色软包装印刷机要求各色组印刷辊之间保持极高的套印精度,同时后端的横切刀必须与印刷图案精确同步进行定长裁切。项目采用以 ELAU MC-4/11/50/400 为核心的多轴控制系统。
应用流程: 两台 MC-4/11/50/400(共控制8个轴)分别负责印刷单元和裁切单元。印刷单元的7个轴(各色组+牵引)由一台驱动器通过电子齿轮严格同步。裁切单元的主轴通过高速SERCOS III总线与印刷单元的主轴进行虚拟主轴同步。驱动器内置的“电子轴”功能完美替代了传统的机械长轴和齿轮箱。当更换产品规格时,操作员只需在HMI上输入新参数,所有轴的电子齿轮比和凸轮曲线自动更新,换型时间从数小时缩短至几分钟。
用户评价: 设备制造商电控总监表示:“ELAU MC-4/11/50/400 为我们解决了同步控制的终极难题。它的集成度让我们的电控柜体积减少了40%,调试时间缩短了一半。最重要的是,套印精度达到了±0.1mm,裁切精度更是毫厘不差,让我们的设备在高端市场具备了绝对竞争力。PacDrive软件中的印刷套色专用库,让复杂的算法实现变得异常简单。”


相关产品组合方案:
ELAU MC-4 系列其他功率型号:如MC-4/07/...、MC-4/22/... 等,满足不同功率电机需求。
ELAU MC-2/ MC-1 系列驱动器:单轴或双轴模块化驱动器,与MC-4组合使用,扩展系统轴数,实现灵活的功率与轴数配置。
ELAU PacDrive C600 / L400 系列控制器:更高性能的上位多任务控制器,可管理多个 MC-4 单元,处理复杂逻辑和配方管理。
ELAU / 施耐德 Lexium / 百格拉电机:与ELAU驱动器完美匹配的高性能伺服电机,提供从低惯量到高扭矩的多种选择。
ELAU PacDrive 软件:统一的编程、配置和诊断平台,基于IEC 61131-3标准,支持ST, LD, SFC等多种语言。
施耐德电气 Modicon PLC:通过Ethernet/IP或SERCOS III与ELAU驱动系统无缝集成,构建完整的工厂自动化架构。
ELAU SafeMC 安全模块:扩展安全功能,实现SLS, SS1, SS2等更高等级的安全停车功能。
第三方HMI(如威纶通、西门子):通过标准以太网与PacDrive控制器通信,提供人机交互界面。
安装维护与全周期支持:
ELAU MC-4/11/50/400 采用紧凑的书本型设计,便于在控制柜内进行密集安装。其模块化结构支持热插拔更换(在电源关闭后)。强大的内置诊断功能可通过PacDrive软件实时监控每轴的电流、温度、位置误差和故障历史。LED状态指示灯提供快速的本地状态指示。