伺服基礎(chǔ)培訓(xùn)教材

.,作成：劉豪日期：2014.11.27,伺服基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn),.,伺服的語(yǔ)源伺服的語(yǔ)源是由拉丁語(yǔ)中的Servus（奴隸）而來(lái)的。1934年由H.L.Hazen所命名。（：Service或）伺服的定義正確的稱呼是伺服機(jī)構(gòu)或伺服裝置，是自動(dòng)控制系統(tǒng)的一個(gè)分支。在JIS標(biāo)準(zhǔn)里被定義為以物體的位置、方位、姿勢(shì)等作為控制量，可追隨目標(biāo)值任意變化而構(gòu)成的控制系統(tǒng)。,伺服伺服機(jī)構(gòu)Servo伺服控制系統(tǒng),都是同一個(gè)意思,.,伺服系統(tǒng)的構(gòu)成,.,伺服機(jī)構(gòu)的構(gòu)成,伺服機(jī)構(gòu)將輸入（目標(biāo)值信號(hào)）與輸出（實(shí)際機(jī)械的動(dòng)作）經(jīng)常作比較，控制其差值為零。為了做出比較需將輸出返回到輸入端。由輸出返回到輸入端是與輸入輸出的信號(hào)流向相反的所以將其稱為反饋（Feedback：向后供給的意思）控制。,反饋,目標(biāo)値,編碼器,伺服放大器,伺服電機(jī),機(jī)構(gòu),裝置,速度位置,出力,一般情況下傳感器是使用裝在電機(jī)的負(fù)載軸的另一側(cè)的被稱為編碼器（后述）的東西。伺服放大器、伺服電機(jī)、編碼器一起作為整體被稱呼時(shí)使用伺服驅(qū)動(dòng)器這個(gè)用語(yǔ)。,伺服放大器,被稱為上位控制器的作為目標(biāo)值信號(hào)發(fā)生的裝置,傳感器,編碼器,.,伺服機(jī)構(gòu)的構(gòu)成,伺服控制過(guò)程原理圖,.,伺服圖片：,伺服電機(jī),伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,.,日本三菱、松下及安川，德國(guó)的西門子等，產(chǎn)品外形有：,松下交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器,伺服電動(dòng)機(jī)典型生產(chǎn)廠家,.,伺服馬達(dá)分類：,.,普通的伺服電機(jī)有SM（同步）型AC伺服電機(jī)、IM（感應(yīng)）型AC伺服電機(jī)和DC伺服電機(jī)3種，與自動(dòng)化相關(guān)的伺服電機(jī)一般指SM型AC伺服電機(jī)。（原因?yàn)镈C伺服的整流電刷需要進(jìn)行維護(hù)、檢查，DC伺服電機(jī)會(huì)產(chǎn)生粉未，不能在有潔凈要求的環(huán)境使用。,.,槽,伺服馬達(dá)結(jié)構(gòu),.,11,DC伺服電機(jī)與AC伺服電機(jī)的比較,轉(zhuǎn)子,AC伺服電機(jī),定子,整流,特長(zhǎng),缺點(diǎn),DC伺服電機(jī),繞組,永久磁鋼,由電刷和換向器組成的機(jī)械整流,伺服驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)單,電刷必須定期檢查更換,永久磁鋼,UVW相繞組,根據(jù)磁極檢出控制相繞組通所的電流來(lái)實(shí)現(xiàn),沒(méi)有機(jī)械磨損部分所以無(wú)需維護(hù),伺服驅(qū)動(dòng)器復(fù)雜,.,伺服電機(jī)按照構(gòu)造分類：,1.旋轉(zhuǎn)形伺服馬達(dá)2.線性伺服馬達(dá),.,13,線性電機(jī)的結(jié)構(gòu)是將旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子如圖示向直線方向展開而成，原先轉(zhuǎn)子的切線方向的電磁轉(zhuǎn)矩變?yōu)橹本€方向的推力。,特長(zhǎng)由于是負(fù)載直接驅(qū)動(dòng)，可以有寬廣的調(diào)速范圍和很高的定位精度。電機(jī)本身是剛性體，直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載可提高機(jī)構(gòu)整體的剛性。運(yùn)行噪音低。,2-9,.,構(gòu)造：電機(jī)由動(dòng)子（線圈）和定子（永磁板）所構(gòu)成。動(dòng)子沒(méi)有鐵芯，用樹脂將線圈準(zhǔn)確固定而成。定子是在定子板上將板狀的永磁體準(zhǔn)確固定，由上下2塊相向放置而構(gòu)成。,無(wú)鐵芯型（也有，有鐵芯型）,特長(zhǎng)由于沒(méi)有磁吸力以及嚙合力，施加在軸部的壓力和速度差非常小。沒(méi)有吸力的緣故，可使噪音降低并延長(zhǎng)導(dǎo)軌的使用壽命。沒(méi)有了嚙合力，使得推力的波動(dòng)非常小。,永磁體,線圈,.,伺服器的工作模式：,.,伺服驅(qū)動(dòng)器銘牌含義,.,伺服驅(qū)動(dòng)器銘牌含義,.,編碼器：,.,.,編碼器：,圓盤上刻有相位相差90度的A相、B相的槽由此可檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)量和旋轉(zhuǎn)方向。,）增量型編碼器的原理,旋轉(zhuǎn)方向判定的原理,例：由B相作為基準(zhǔn)B相為On時(shí)如果A相有上升沿，定義為正傳。B相為O時(shí)如果A相有上升沿，定義為反轉(zhuǎn)。,增量型編碼器的原理,（圓盤上的形狀）,.,直接計(jì)數(shù)脈沖數(shù),1個(gè)脈沖計(jì)數(shù)2次（2倍頻）,1組脈沖計(jì)數(shù)4次（4倍頻）,倍頻的原理,絕對(duì)值編碼器方式,本公司的絕對(duì)值編碼器采用配置有電池，在伺服放大器電源關(guān)斷時(shí)也能記憶當(dāng)前位置情報(bào)的方式。伺服放大器電源打開后伺服放大器將電機(jī)軸距離原點(diǎn)的圈數(shù)及脈沖數(shù)所反映的當(dāng)前位置情報(bào)向上位控制器傳送。,右回転時(shí),左回転時(shí),A相,B相,A相,B相,.,）絕對(duì)值編碼器的基本原理,可以檢測(cè)出對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的絕對(duì)位置（旋轉(zhuǎn)角度）的編碼器,根據(jù)所需要的分辨率增加道數(shù),左圖所示的6個(gè)道、旋轉(zhuǎn)圈的,分辨率為（,）分之一,旋轉(zhuǎn)1圈需要，分之一的分辨率的話需要11個(gè)道，但實(shí)際上也有辦法減少道數(shù),在分辨率的范圍內(nèi)輸出波形是不重復(fù)的,根據(jù)讀取的輸出波形可以得到絕對(duì)位置的信息,另外還配備了有電池作斷電備份的計(jì)數(shù)器以判斷出當(dāng)前所轉(zhuǎn)到的圈數(shù)位置,.,驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的裝置稱為伺服增幅器（或伺服放大器）。伺服放大器在安川電機(jī)產(chǎn)品里的稱呼為伺服PACK。伺服放大器的功能框圖如下圖所示。,動(dòng)力部分,反饋,電機(jī),編碼器,整流部分,逆變部分,.,）動(dòng)力部分的構(gòu)成,動(dòng)力部分是承擔(dān)了產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的電流并提供給電機(jī)這部分功能如下圖所示的，將工頻電壓整流為直流的整流部分以及產(chǎn)生隨電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角所需電流的逆變部分。,）電流演算部,電流演算部的功能是確定流入各相的電流的大小。將在后面作介紹的控制部里的轉(zhuǎn)矩由控制部的指令與電機(jī)當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)角度位置（稱為磁極）信息計(jì)算出流入各相所需的電流大小。電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)磁極時(shí)刻都在變化，因此流入各相的電流的大小也要時(shí)刻變化。,.,25,）控制部的構(gòu)成,控制部可稱為伺服驅(qū)動(dòng)根本的管理部分。換句話說(shuō)、將指令值與當(dāng)前值進(jìn)行差值運(yùn)算、并控制該差值為零運(yùn)行。,.,.,伺服器的控制模式分類：,.,伺服器的控制模式分類：,.,伺服器的控制模式分類：,.,伺服器的工作模式：,1.扭矩控制模式2.速度控制模式3.位置控制模式,1.電流環(huán)2.速度環(huán)3.位置環(huán),工作模式,三環(huán)控制,.,伺服器的工作模式：,.,伺服器的工作模式：,.,速度制模式,.,伺服器的工作模式：,.,位置控制模式,.,轉(zhuǎn)距控制模式,.,伺服器的工作模式：,.,伺服器內(nèi)部電路系統(tǒng)框圖,.,伺服的相關(guān)術(shù)語(yǔ),.,伺服的相關(guān)術(shù)語(yǔ),.,伺服的相關(guān)術(shù)語(yǔ),.,伺服的相關(guān)術(shù)語(yǔ),.,電子齒輪的作用,.,伺服電機(jī)應(yīng)用舉例,.,伺服電機(jī)應(yīng)用舉例,恒張力控制,.,伺服系統(tǒng)的配置,.,知識(shí)點(diǎn)總結(jié)：,.,伺服器故障現(xiàn)象,顯示出現(xiàn)碼并伴隨無(wú)規(guī)律閃爍,X軸#1驅(qū)動(dòng)器,常見(jiàn)故障判定處理：,.,安川伺服電池電壓低（例），無(wú)電，故障代碼：A.83，A.93電池的更換電池的電壓下降至大約2.7V以下時(shí)伺服單元會(huì)發(fā)出絕對(duì)值編碼器電池警報(bào)(A.83)但該警報(bào)僅在伺服單元的電源ON時(shí)輸出因此如果伺服單元在電源ON時(shí)電池電壓過(guò)低則伺服單元不會(huì)發(fā)出警報(bào)通過(guò)設(shè)定用戶參數(shù)可