Description
La commande de mouvement décentralisée dans des environnements physiques exigeants est directement prise en charge par l’EtherCAT Box Beckhoff ER7041-2002, un module robuste classé IP67 conçu pour la connexion directe de moteurs pas à pas biphasés. Fonctionnant dans une large plage de tension de 8 à 48 V CC, ce module intègre un système de commande local avec des capacités de rétroaction, réduisant l’encombrement dans les armoires de commande en plaçant l’électronique de puissance directement sur le châssis de la machine. Il fournit un courant de sortie continu de 2 x 3,5 A et peut supporter des pointes de courant de courte durée allant jusqu’à 2 x 5 A, avec une protection robuste contre les surcharges et les courts-circuits. Grâce au micro-pas jusqu’à 64 fois et à une interface codeur intégrée de 24 V CC, le module assure une commande en boucle fermée, limitant les pertes de pas et garantissant une précision de positionnement exacte sous des charges variables.
Caractéristiques
-
Positionnement en boucle fermée : interface codeur dédiée de 24 V CC pour la vérification des axes en temps réel.
-
Micro-pas avancé : prend en charge jusqu’à 64 fois le micro-pas afin de garantir un fonctionnement des moteurs à faibles vibrations et silencieux.
-
Construction renforcée : boîtier étanche IP65/66/67 résistant à la poussière, à l’humidité et aux lavages à haute pression.
-
E/S numériques intégrées : dispose de 2 entrées numériques (24 V CC) pour la connexion directe de fins de course ou de capteurs de référence.
-
Capacité élevée en courant de crête : fournit jusqu’à 5 A de courant de crête par phase pour gérer les charges à forte inertie au démarrage.
-
Fonctionnement synchronisé : prise en charge intégrée des horloges distribuées (DC) pour une coordination à la microseconde près sur le réseau EtherCAT.
Applications
-
Commande de mouvement au niveau terrain : axes d’entraînement décentralisés sur des convoyeurs, tables de tri et lignes de traitement.
-
Emballage et embouteillage : systèmes d’alimentation, stations d’étiquetage et pompes volumétriques fonctionnant dans des zones très humides ou soumises au lavage.
-
Assemblage et manutention des matériaux : portiques de positionnement localisés pour le « pick-and-place » et plateaux indexeurs.
Spécifications techniques
| Fabricant |
Beckhoff Automation |
| Numéro de modèle/article |
ER7041-2002 |
| Protocole de bus de terrain |
EtherCAT |
| Interface de bus |
2 connecteurs M8, blindés, avec verrouillage à vis |
| Type de connexion du moteur |
M12 x 1, 5 broches, codage A |
| Type de charge pris en charge |
Moteur pas à pas biphasé (unipolaire ou bipolaire) |
| Tension d’alimentation nominale |
8 à 48 V CC (via un contact d’alimentation externe) |
| Courant de sortie |
2 x 3,5 A en continu ; 2 x 5 A en crête (protection contre les surcharges et les courts-circuits) |
| Fréquence de commande |
Fréquence du contrôleur de courant : 30 kHz |
| Résolution des pas |
Micro-pas jusqu’à 64 fois (configurable) |
| Isolation électrique |
500 V (tension de commande / tension d’alimentation) |
| Consommation de courant (US) |
120 mA à partir de la tension du système EtherCAT |
| Température de fonctionnement |
-25 à +60 °C |
| Température de stockage |
-40 à +85 °C |
| Indice de protection IP |
IP65/66/67 (conforme à la norme EN 60529) |
| Conformité et homologations |
CE, EN 61000-6-2 (immunité), EN 61000-6-4 (émission) |
| Poids |
265 g |
| Poids d’expédition (calculé) |
2,0 kg |
Connexions et interfaces
| Type de port |
Méthode de connexion et affectation des broches |
| Entrée EtherCAT |
Embase M8, 4 broches, blindée (reçoit la trame de communication) |
| Sortie EtherCAT |
Embase M8, 4 broches, blindée (transmet la communication au nœud suivant) |
| Port moteur et capteur |
Embase M12, 5 broches, codage A (affectée aux phases moteur A/B et aux entrées numériques) |
| Alimentation |
Fiche M8, 4 broches (tension secteur du système américain : 24 V CC ; tension de charge UP : 8 à 48 V CC) |
Informations techniques empiriques
Modèles alternatifs et compatibilité
L’ER7041-2002 est la version renforcée IP67 de la borne standard Beckhoff EL7041 pour rail DIN. Les deux appareils utilisent les mêmes structures sous-jacentes du dictionnaire d’objets CoE (CAN over EtherCAT), principalement l’index 0x8010 pour la configuration, ce qui permet de migrer directement vers l’ER7041-2002 le code de commande écrit pour l’EL7041. Toutefois, les ingénieurs doivent tenir compte des brochages physiques différents des connecteurs circulaires M12 par rapport au bornier à ressort de la série EL.
Pièges d’application et remarques techniques
Les performances thermiques dépendent fortement de la configuration de montage. Lorsqu’il entraîne en continu un moteur proche de la limite de 3,5 A, le boîtier en zinc moulé sous pression doit être monté à plat contre un châssis de machine métallique et thermiquement conducteur afin de servir de dissipateur thermique naturel. S’il est monté sur des surfaces non conductrices ou des supports composites à des températures ambiantes supérieures à 45 °C, le module risque de déclencher des arrêts thermiques internes pour cause de surcharge, avec l’émission de codes d’erreur CoE associés à une surchauffe du pilote.
Conseils de mise en service et de câblage
Pour éviter que des pointes de retour inductif n’endommagent l’étage de sortie interne, la ligne d’alimentation du moteur (UP) doit être correctement découplée. En cas de câbles longs (de plus de 10 mètres) entre le module et le moteur pas à pas, utilisez des câbles blindés à paires torsadées, en raccordant directement le blindage au boîtier du connecteur M12 afin de réduire au minimum les émissions électromagnétiques haute fréquence générées par le hacheur PWM à 30 kHz.
Consignes d’installation
AVERTISSEMENT CRITIQUE
Ne connectez ni ne déconnectez aucun câble M12 ou M8 lorsque le système est sous tension. L’interruption de la connexion sous charge peut induire de forts transitoires de tension de force contre-électromotrice, entraînant une destruction diélectrique permanente des MOSFET du pilote moteur.
1
Montez le module sur un châssis de machine plat et résistant aux vibrations à l’aide de boulons M4. Maximisez le contact métal contre métal afin de favoriser la dissipation thermique.
2
Connectez les câbles d’entrée et de sortie EtherCAT à l’aide de connecteurs M8 blindés à verrouillage vissé, en appliquant un couple de 0,4 Nm afin de préserver l’étanchéité IP67 contre l’humidité.
3
Configurez les courants de phase du moteur pas à pas dans la liste CoE du System Manager TwinCAT avant d’activer l’axe. Un réglage incorrect des courants de maintien et de fonctionnement peut provoquer la surchauffe immédiate du moteur.