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Rexroth DKCXX.3-040-7

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详情介绍

Bosch Rexroth DKCXX.3-040-7 是博世力士乐(Bosch Rexroth) IndraDrive Mi 系列中的一款 多轴伺服驱动器。该系列驱动器采用模块化、书本型设计,一个电源模块可为多个(通常为2个)轴模块供电,并通过中央驱动总线实现紧密同步,是构建高精度、高动态多轴系统的理想解决方案,广泛应用于机床、包装、印刷及机器人等领域。

应用场景:

在一台高端五轴联动数控加工中心中,X、Y、Z三个直线轴与A、C两个旋转轴需要实现纳米级的插补精度和极快的动态响应,以加工复杂的航空航天钛合金构件。传统的单轴驱动器方案存在体积庞大、轴间同步通信延迟等问题。而采用 Rexroth DKCXX.3-040-7 系列构建的多轴驱动系统,以一个公共的电源模块(如DKC02.3)为多个紧凑的轴模块(如DKC01.3)集中供电。所有轴模块通过背板上的 DRIVE-CLiQSERCOS III 等高速实时总线与数控系统(CNC)连接,实现微秒级甚至纳秒级的时钟同步。这使得五个伺服轴能如同一个整体般协同运动,完美解决了“多轴精密插补对同步性和动态性能要求极高,传统方案难以满足”的核心痛点。

核心参数速览:

主要参数
数值/说明
产品型号
DKCXX.3-040-7 (“XX”为具体代码,如 DKC01.3-040-7为单轴模块,DKC02.3-040-7为电源模块)
制造商
Bosch Rexroth
产品类别
多轴模块化伺服驱动器
系列平台
IndraDrive Mi (书本型、模块化) / IndraDrive M (柜式)
电源电压
三相交流 400-480VAC, -7 后缀通常代表特定输入电压/电流等级
输出电流
040 表示额定/峰值电流规格(如 40A 有效值),具体需查型号表
控制架构
分布式智能,每个轴模块独立运行其电流环、速度环、位置环
反馈系统
支持 EnDat, Hiperface, 1Vpp 等多种高性能数字/模拟反馈
通信接口
集成 SERCOS III (实时以太网) 和/或 DRIVE-CLiQ (力士乐专用高速总线)
性能等级
高动态响应,速度环刷新时间可低于 62.5 µs,支持高分辨率位置控制
安全功能
集成 STO (安全扭矩关断),可扩展至 SS1, SS2, SLS 等安全等级 (通过SafeMotion)
编程与配置
使用 Rexroth IndraWorks 软件进行一站式配置、优化和诊断
冷却方式
书本型通常为强制风冷,通过内部风扇散热
防护等级
IP20,需安装在防护机柜内

技术原理与创新价值:

Rexroth DKCXX.3-040-7 系列的核心价值在于其创新的模块化多轴架构和顶尖的动态控制性能,为复杂运动提供了终极的驱动解决方案。
  • 创新点1:模块化多轴供电与高密度设计。 IndraDrive Mi 采用“电源模块+轴模块”的紧凑书本型设计。一个电源模块(如 DKC02.3)可同时为2个或更多轴模块(如 DKC01.3)供电,共享直流母线。这种设计不仅节省了柜内空间、减少了接线,更重要的是实现了轴间的能量回馈:当一个轴制动时产生的再生能量,可以直接被另一个正在加速的轴利用,系统能效显著提升。
  • 创新点2:SERCOS III 硬实时以太网与纳米级同步。 该系列驱动器原生集成 SERCOS III 这一工业以太网实时协议。它通过硬件时钟同步机制,确保网络上所有驱动器和控制器的时钟偏差在纳秒级。这使得多轴之间的插补运动异常平滑精确,彻底消除了传统脉冲或模拟量控制中的跟随误差积累问题。同时,SERCOS III将运动控制、I/O和标准TCP/IP数据融合在一根电缆中,大幅简化了系统布线。
  • 创新点3:全数字式闭环与高级振动抑制。 驱动器内部实现全数字化的三环控制(电流、速度、位置)。其先进的控制算法,如陷波滤波器模型跟踪控制,可以自动识别并抑制由机械结构(如长丝杠、弹性联轴器)引起的共振,从而允许使用更轻量化的机械部件,在提升动态响应的同时保证稳定性,实现“刚柔并济”的控制。

应用案例与行业价值:

高速包装生产线上,一台用于给多排药瓶贴标的旋转贴标机,其主轴与多个贴标头伺服轴需要极高的同步精度。
  1. 提升生产速度与贴标精度:采用 DKCXX.3-040-7 多轴驱动系统后,通过SERCOS III的精确同步,各贴标头与主旋转轴之间的相位锁定精度达到微弧度级别。这使得机器在每分钟超过1000瓶的速度下,贴标位置偏差稳定在±0.2mm以内,废品率趋近于零,产能提升了30%。
  2. 简化机械结构,降低维护成本:得益于驱动器强大的电子凸轮和电子齿轮功能,复杂的机械凸轮和差速齿轮箱被彻底取消。工艺变更(如更换不同尺寸的标签)只需在 IndraWorks 软件中修改电子凸轮曲线并下载即可,换型时间从数小时缩短至几分钟。机械结构的简化也显著降低了长期维护成本和停机风险。
  3. 实现能效优化与状态监测:公共直流母线架构回收了频繁启停的制动能量,整体能耗比独立驱动器方案降低约15%。同时,驱动器内置的负载曲线记录、温度监测等功能,通过 IndraWorks 软件可以轻松实现预测性维护,提前预警轴承磨损或皮带打滑。

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相关产品组合方案:

构建以 Rexroth DKCXX.3-040-7 为核心的完整运动控制系统,需以下组件协同:
  • Rexroth IndraDrive Mi 电源模块 (如 DKC02.3-040-7):为多个轴模块提供共享的直流母线电源。
  • Rexroth IndraDrive Mi 单/双轴模块 (如 DKC01.3-040-7):实际的伺服驱动单元,直接控制电机。
  • Rexroth MSK/MTK 系列同步伺服电机:与驱动器完美匹配的高动态、高精度电机。
  • Rexroth IndraMotion MLC/MTC 运动控制器:作为上位控制器,通过SERCOS III总线向驱动器发送运动指令。
  • Rexroth IndraWorks 工程软件:涵盖从选型、配置、编程、调试到诊断的全生命周期工具平台。
  • 高分辨率绝对值编码器 (如海德汉 EnDat):提供高精度位置反馈,构成全闭环系统。
  • Rexroth 电抗器与滤波器:确保驱动器在恶劣电网环境下稳定运行,并满足EMC要求。
  • 第三方PLC/HMI (如 Siemens, Rockwell):可通过标准工业以太网(如EtherNet/IP)与力士乐运动控制器集成,处理顺序逻辑和人机交互。

安装维护与全周期支持:

Rexroth DKCXX.3-040-7 系列采用紧凑的书本型设计,安装于DIN导轨上,模块间通过专用连接器快速插接,极大地简化了安装和布线。配置和调试完全通过 IndraWorks 软件图形化进行,内置的向导功能可自动识别电机参数、优化控制环、抑制机械振动。
其高可靠性设计确保了长寿命运行。日常维护主要是清洁散热风道和检查连接紧固性。


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