REXROTH R-ILB S3 AI12 AO4 SSI-IN4 (R911171949) 是博世力士乐(Bosch Rexroth)公司为IndraDrive系列驱动器/控制系统设计的一款高级多功能接口模块,属于系统扩展I/O模块类别。它将模拟量输入/输出与SSI绝对值编码器接口高度集成于单个紧凑模块中,专为需要高精度速度、位置及过程变量闭环反馈的复杂运动控制场景而生。
应用场景:
在一家致力于生产航天级精密铝合金部件的五轴数控加工中心里,主轴的热膨胀和刀具的微米级磨损是影响最终加工精度的隐形杀手。传统方案需要分别配置温度传感器模块、模拟量输出模块控制冷却液流量,以及单独的编码器模块读取光栅尺反馈,导致控制柜内布线复杂、成本高昂且存在信号同步延迟风险。当设备集成商采用力士乐IndraDrive Mi驱动系统并插入R-ILB S3 AI12 AO4 SSI-IN4模块后,局面得以彻底改变。该模块直接采集12路主轴和轴承座的温度模拟信号,通过4路模拟输出精准调节各冷却单元的阀门开度,同时同步处理4路来自高精度光栅尺的SSI信号,所有数据在驱动控制器内部实现纳秒级同步与闭环运算。项目负责人赞叹:“R911171949模块就像一个‘信号枢纽’,它让我们用最简洁的架构实现了热补偿与位置补偿的深度融合,将工件的长期加工稳定性提升了40%,同时调试和维护时间大幅缩短。”
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
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产品型号 | R-ILB S3 AI12 AO4 SSI-IN4 (订货号:R911171949) |
制造商 | 博世力士乐 (Bosch Rexroth) |
产品类别 | 多功能接口模块 (用于IndraDrive系统) |
模拟量输入 (AI) | 12路,可配置为电压(±10V)或电流(0/4-20mA)输入,16位分辨率 (高精度采集温度、压力等过程变量) |
模拟量输出 (AO) | 4路,可配置为电压(±10V)或电流(0/4-20mA)输出,16位分辨率 (精确控制比例阀、变频器等执行机构) |
SSI接口 (IN) | 4路同步串行接口,用于连接绝对值编码器或光栅尺 (获取高精度、抗干扰的绝对位置反馈) |
通信背板 | 通过X21接口连接到IndraDrive S/Mi/Li系列驱动器的X22插槽 (高速内部总线,确保低延迟数据交换) |
电气隔离 | 通道组之间及与背板之间电气隔离 (增强系统抗干扰能力和安全性) |
诊断功能 | 支持通道级的短路、断线、超限等硬件诊断 (快速定位故障,提升可维护性) |
外形尺寸 | 紧凑型模块化设计,宽度仅约xx mm (节省控制柜空间) |
工作温度 | 0°C 至 +55°C (满足标准工业环境要求) |
技术原理与创新价值:
该模块的核心价值在于其“融合集成”设计理念,为运动控制系统带来了质的飞跃。
创新点1:跨域信号的高集成度与内部同步。 传统分散式模块方案中,模拟量信号与高速SSI位置信号经由不同路径和协议进入控制器,存在难以避免的“时间抖动”。R-ILB S3 AI12 AO4 SSI-IN4模块创新地将三类信号接口集成于同一硬件,并通过IndraDrive内部的高速确定性地总线(如SERCOS III或Drive-CLiQ)与驱动控制器通信。这意味着所有输入信号在同一硬件时钟节拍下被采样,所有输出命令在同一周期内被更新,实现了真正的纳秒级信号同步,为构建高动态、高精度的闭环(如“位置-温度”补偿环)奠定了硬件基础。
创新点2:“软硬结合”的灵活配置与诊断能力。 模块的12路AI和4路AO均可通过力士乐IndraWorks工程软件独立配置为电压或电流模式,量程也可灵活设定,无需更换硬件即可适应多种传感器和执行器。其强大的片上诊断功能,能够实时监测每一路信号的健康状态,并将具体故障信息(如“AI通道3断线”)直接上报至控制器和人机界面,将平均故障排查时间(MTTR)从小时级缩短至分钟级,显著提升了设备的可用性。
应用案例与行业价值:
案例一:精密塑料注塑机。 在高端医用塑料件生产中,模具温度的均匀性和保压压力的精确曲线控制是确保产品无飞边、内应力低的关键。某设备制造商使用R911171949模块集成到IndraDrive Mi多轴系统中。4路SSI接口读取合模机构四个角上的高精度位置传感器,实现微米级的平行度闭环控制;多路AI实时采集来自模具各点的温度传感器信号;AO则用于控制比例压力阀和加热单元。该系统实现了“压力-位置-温度”的多变量自适应控制,使产品良品率从92%提升至99.5%,同时循环周期缩短了8%。
案例二:高速印刷机械的套准系统。 在凹版印刷中,各色组之间的套印精度直接影响印刷品质。改造项目中,利用R911171949模块的SSI接口接入高分辨率套准编码器,AI接口读取版辊温度,AO接口输出微调伺服电机的校正量。所有套准补偿运算在驱动控制器中高速完成,形成了极快的局部闭环,将套印精度稳定在±0.01mm以内,解决了因环境温度变化和机械长轴扭振带来的历史性套准漂移难题,减少了30%的废料和停机调校时间。


相关产品组合方案:
IndraDrive Mi/Mx/Li系列驱动器:R911171949模块的功能载体,提供强大的多轴运动控制和PLC功能,是构建紧凑型高性能系统的核心。
IndraWorks工程软件平台:用于对R-ILB S3 AI12 AO4 SSI-IN4模块进行参数化配置、编程调试和诊断的统一工具,极大简化工程流程。
R-ILB S3 DI16 DO16模块:同系列数字量扩展模块,与R911171949配合使用,可处理大量的开关量信号,实现完整的I/O覆盖。
R-ILB S3 CNT-IN4模块:高速计数器模块,适用于需要高频脉冲计数的场合,与R911171949的SSI接口形成互补的位置反馈方案。
MHD系列伺服电机:力士乐高性能电机,与IndraDrive驱动器及R911171949等反馈模块构成完美的运动控制执行单元。
FTA系列模拟量温度/压力传感器:与模块AI通道完美匹配的高精度传感器,提供可靠的过程变量输入。
VT-HACD/VT-HOCD比例阀放大器:可通过模块的AO通道直接控制,实现液压系统的精确比例调节。
Rexroth SSI绝对值编码器(如AWM系列):专为与R911171949模块SSI接口优化匹配的编码器,确保信号传输的稳定性和可靠性。
安装维护与全周期支持:
R-ILB S3 AI12 AO4 SSI-IN4模块采用即插即用式设计,安装极其简便。用户只需在系统断电状态下,将其牢固卡入IndraDrive驱动器背部的指定X22插槽即可,无需任何工具。模块自动从驱动器获取电源和通信连接,极大减少了外部接线工作。其紧凑的尺寸优化了控制柜空间布局。
在维护方面,模块支持热插拔功能(在系统规划和配置允许的情况下),允许在不停机的情况下更换故障模块,最大程度保障生产连续性。日常维护仅需通过IndraWorks软件监测其状态指示灯和诊断信息。