伺服基礎培訓教材

.,作成：劉豪日期：2014.11.27,伺服基礎知識培訓,.,伺服的語源伺服的語源是由拉丁語中的Servus（奴隸）而來的。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構或伺服裝置，是自動控制系統(tǒng)的一個分支。在JIS標準里被定義為以物體的位置、方位、姿勢等作為控制量，可追隨目標值任意變化而構成的控制系統(tǒng)。,伺服伺服機構Servo伺服控制系統(tǒng),都是同一個意思,.,伺服系統(tǒng)的構成,.,伺服機構的構成,伺服機構將輸入（目標值信號）與輸出（實際機械的動作）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,目標値,編碼器,伺服放大器,伺服電機,機構,裝置,速度位置,出力,一般情況下傳感器是使用裝在電機的負載軸的另一側的被稱為編碼器（后述）的東西。伺服放大器、伺服電機、編碼器一起作為整體被稱呼時使用伺服驅動器這個用語。,伺服放大器,被稱為上位控制器的作為目標值信號發(fā)生的裝置,傳感器,編碼器,.,伺服機構的構成,伺服控制過程原理圖,.,伺服圖片：,伺服電機,伺服電機驅動器,.,日本三菱、松下及安川，德國的西門子等，產品外形有：,松下交流伺服電機及驅動器,伺服電動機典型生產廠家,.,伺服馬達分類：,.,普通的伺服電機有SM（同步）型AC伺服電機、IM（感應）型AC伺服電機和DC伺服電機3種，與自動化相關的伺服電機一般指SM型AC伺服電機。（原因為DC伺服的整流電刷需要進行維護、檢查，DC伺服電機會產生粉未，不能在有潔凈要求的環(huán)境使用。,.,槽,伺服馬達結構,.,11,DC伺服電機與AC伺服電機的比較,轉子,AC伺服電機,定子,整流,特長,缺點,DC伺服電機,繞組,永久磁鋼,由電刷和換向器組成的機械整流,伺服驅動器簡單,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實現(xiàn),沒有機械磨損部分所以無需維護,伺服驅動器復雜,.,伺服電機按照構造分類：,1.旋轉形伺服馬達2.線性伺服馬達,.,13,線性電機的結構是將旋轉電機的定子和轉子如圖示向直線方向展開而成，原先轉子的切線方向的電磁轉矩變?yōu)橹本€方向的推力。,特長由于是負載直接驅動，可以有寬廣的調速范圍和很高的定位精度。電機本身是剛性體，直接驅動負載可提高機構整體的剛性。運行噪音低。,2-9,.,構造：電機由動子（線圈）和定子（永磁板）所構成。動子沒有鐵芯，用樹脂將線圈準確固定而成。定子是在定子板上將板狀的永磁體準確固定，由上下2塊相向放置而構成。,無鐵芯型（也有，有鐵芯型）,特長由于沒有磁吸力以及嚙合力，施加在軸部的壓力和速度差非常小。沒有吸力的緣故，可使噪音降低并延長導軌的使用壽命。沒有了嚙合力，使得推力的波動非常小。,永磁體,線圈,.,伺服器的工作模式：,.,伺服驅動器銘牌含義,.,伺服驅動器銘牌含義,.,編碼器：,.,.,編碼器：,圓盤上刻有相位相差90度的A相、B相的槽由此可檢測出旋轉量和旋轉方向。,）增量型編碼器的原理,旋轉方向判定的原理,例：由B相作為基準B相為On時如果A相有上升沿，定義為正傳。B相為O時如果A相有上升沿，定義為反轉。,增量型編碼器的原理,（圓盤上的形狀）,.,直接計數(shù)脈沖數(shù),1個脈沖計數(shù)2次（2倍頻）,1組脈沖計數(shù)4次（4倍頻）,倍頻的原理,絕對值編碼器方式,本公司的絕對值編碼器采用配置有電池，在伺服放大器電源關斷時也能記憶當前位置情報的方式。伺服放大器電源打開后伺服放大器將電機軸距離原點的圈數(shù)及脈沖數(shù)所反映的當前位置情報向上位控制器傳送。,右回転時,左回転時,A相,B相,A相,B相,.,）絕對值編碼器的基本原理,可以檢測出對于基準點的絕對位置（旋轉角度）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個道、旋轉圈的,分辨率為（,）分之一,旋轉1圈需要，分之一的分辨率的話需要11個道，但實際上也有辦法減少道數(shù),在分辨率的范圍內輸出波形是不重復的,根據(jù)讀取的輸出波形可以得到絕對位置的信息,另外還配備了有電池作斷電備份的計數(shù)器以判斷出當前所轉到的圈數(shù)位置,.,驅動伺服電機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產品里的稱呼為伺服PACK。伺服放大器的功能框圖如下圖所示。,動力部分,反饋,電機,編碼器,整流部分,逆變部分,.,）動力部分的構成,動力部分是承擔了產生驅動電機所需的電流并提供給電機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生隨電機的旋轉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矩由控制部的指令與電機當前的旋轉角度位置（稱為磁極）信息計算出流入各相所需的電流大小。電機旋轉時磁極時刻都在變化，因此流入各相的電流的大小也要時刻變化。,.,25,）控制部的構成,控制部可稱為伺服驅動根本的管理部分。換句話說、將指令值與當前值進行差值運算、并控制該差值為零運行。,.,.,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,.,轉距控制模式,.,伺服器的工作模式：,.,伺服器內部電路系統(tǒng)框圖,.,伺服的相關術語,.,伺服的相關術語,.,伺服的相關術語,.,伺服的相關術語,.,電子齒輪的作用,.,伺服電機應用舉例,.,伺服電機應用舉例,恒張力控制,.,伺服系統(tǒng)的配置,.,知識點總結：,.,伺服器故障現(xiàn)象,顯示出現(xiàn)碼并伴隨無規(guī)律閃爍,X軸#1驅動器,常見故障判定處理：,.,安川伺服電池電壓低（例），無電，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以下時伺服單元會發(fā)出絕對值編碼器電池警報(A.83)但該警報僅在伺服單元的電源ON時輸出因此如果伺服單元在電源ON時電池電壓過低則伺服單元不會發(fā)出警報通過設定用戶參數(shù)可