歐瑞SD系列伺服培訓(xùn)解析

1、歐瑞傳動(dòng)伺服培訓(xùn)教程歐瑞傳動(dòng)伺服培訓(xùn)教程(市場銷售市場銷售)歐瑞傳動(dòng)技術(shù)開發(fā)中心 孫協(xié)光 2011-1-16培訓(xùn)目的培訓(xùn)目的 1、 對(duì)伺服系統(tǒng)有一個(gè)比較清楚的概念，懂得一些常用術(shù) 語的含義。 2、懂得伺服的基本原理，掌握伺服的一般調(diào)試方法。 3、掌握伺服驅(qū)動(dòng)器一些常見故障的排除方法。培訓(xùn)提要四四伺服的原理與調(diào)試伺服的原理與調(diào)試三三伺服驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品簡介伺服驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品簡介二二 伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器的區(qū)別伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器的區(qū)別一一 伺服技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用伺服技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用五五伺服常見故障及處理方法伺服常見故障及處理方法六伺服應(yīng)用案例六伺服應(yīng)用案例 伺服的分類 國內(nèi)伺服的發(fā)展概況 伺服技術(shù)的前景展望伺服

2、的分類 伺服分為直流伺服和交流伺服，交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)技術(shù)之一，并將逐漸取代直流伺服系統(tǒng)。完全成熟，具備了十分優(yōu)良的低速性能，適應(yīng)了高性能伺服驅(qū)動(dòng)的要求。其在完全成熟，具備了十分優(yōu)良的低速性能，適應(yīng)了高性能伺服驅(qū)動(dòng)的要求。其在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用將越來越廣泛，目前已成為交流伺服系統(tǒng)的主工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用將越來越廣泛，目前已成為交流伺服系統(tǒng)的主流流。 伺服直流伺服交流伺服交流永磁同步伺服交流異步伺服歐瑞伺服是交流永磁同步伺服國內(nèi)伺服的概況 目前，從伺服的功率范圍上看，100w2000w是主流，大約占整個(gè)伺服市場的70，而10kw以下的品種占到90。但是

3、隨著注塑機(jī)、鋼筋彎箍機(jī)、電梯、油田等行業(yè)的需求不斷擴(kuò)大，大功率伺服的需求也會(huì)越來越多。 從品牌占有率來看，日系品牌占領(lǐng)了大部分市場,國內(nèi)的品牌主要有埃斯頓、華中數(shù)控、廣數(shù)、邁信、東元等，國產(chǎn)品牌產(chǎn)品功率范圍多在5kW以內(nèi)，技術(shù)路線上與日系產(chǎn)品接近，目前總市場占有率在10左右。 伺服技術(shù)的前景展望 21世紀(jì)以來，我國工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)全新的快速發(fā)展階段，交流伺服系統(tǒng)業(yè)已成為機(jī)械自動(dòng)控制的基礎(chǔ)元件?？梢哉f，幾乎所有的機(jī)械制造領(lǐng)域都可以成為交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象，隨著目前廣泛使用的機(jī)電一體化設(shè)備體系的建立，我國的機(jī)械制造業(yè)正逐步走進(jìn)“伺服時(shí)代”二、伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器的區(qū)別二、伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器

4、的區(qū)別 伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器的異同伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器的異同伺服簡介 伺服驅(qū)動(dòng)器是用來控制伺服電機(jī)的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)。 伺服一詞源于希臘語“奴隸”的意思。人們想把“伺服機(jī)構(gòu)”當(dāng)個(gè)得心應(yīng)手的馴服工具，服從控制信號(hào)的要求而動(dòng)作。在信號(hào)來到之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；信號(hào)來到之后，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)信號(hào)消失，轉(zhuǎn)子能即時(shí)自行停轉(zhuǎn)。由于它的“伺服”性能，因此而得名。目前伺服已經(jīng)成為高精度、高響應(yīng)速度、高性能的的代名詞。與變頻器相比交流同步伺服系統(tǒng)的優(yōu)良性能1、 控制精度不同交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以我們公司的交流伺服電機(jī)為例，對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機(jī)

5、而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360/10000=0.036F2OOO變頻器的穩(wěn)速精度在0.5%。2 、矩頻特性不同交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象.在0.2r/MIN轉(zhuǎn)速下仍可拖動(dòng)額定負(fù)載平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)速比可達(dá)到1:10000,這是變頻器所達(dá)不到的。3 、具有過載能力不同 伺服驅(qū)動(dòng)器一般具有短時(shí)3倍過載能力，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。變頻器一般允許1.5倍過載。4 、加減速性能不同 在空載情況下伺服電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)加速到2000r/min，最少只需要5mS，電機(jī)的加速時(shí)間跟電機(jī)軸 的慣量以及負(fù)載有關(guān)系，通常慣量和負(fù)載越大，加速時(shí)間越長。5

6、 、動(dòng)態(tài)響應(yīng)品質(zhì)優(yōu)良 伺服電機(jī)在位置控制模式下，突加負(fù)載或撤載，幾乎沒有超調(diào)現(xiàn)象，電機(jī)轉(zhuǎn)速不會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，保證了機(jī)床加工的精度。6、 驅(qū)動(dòng)對(duì)象不同 變頻器是用來控制交流異步電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器用來控制交流永磁同步電機(jī)。伺服系統(tǒng)的性能不僅取決于驅(qū)動(dòng)器的性能，而且跟伺服電機(jī)的性能有直接的關(guān)系。伺服電機(jī)的材料、結(jié)構(gòu)和加工工藝要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動(dòng)的交流電機(jī)，電機(jī)方面的嚴(yán)重差異也是兩者性能不同的根本。7 、 應(yīng)用場合不同： 變頻控制與伺服控制是兩個(gè)范疇的控制。前者屬于傳動(dòng)控制領(lǐng)域,后者屬于運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域。一個(gè)是滿足一般工業(yè)應(yīng)用要求，對(duì)性能指標(biāo)要求不高的應(yīng)用場合，追求低成本、少維護(hù)、使用簡單等特點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。另一

7、個(gè)就是代表著工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展水平的產(chǎn)品，追求高性能、高響應(yīng)、高精度 。三、伺服驅(qū)動(dòng)器簡介三、伺服驅(qū)動(dòng)器簡介 歐瑞傳動(dòng)SD10系列全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)器是我公司自主研發(fā)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能驅(qū)動(dòng)器。 SD10系列伺服驅(qū)動(dòng)器采用高性能信號(hào)處理器（DSP）、大規(guī)?，F(xiàn)場可編程邏輯陣列（FPGA)和智能化功率模塊（IPM)等代表當(dāng)今最新技術(shù)器件。功能強(qiáng)大、性能卓越、結(jié)構(gòu)簡單，完全能夠滿足廣大客戶對(duì)高精度、高速度加工的要求，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械等領(lǐng)域。其中公司針對(duì)市場形勢近期推出SDE10系列伺服，以應(yīng)對(duì)未來更加激烈的市場競爭。1.功能齊全功能齊全兼容位置、速度和扭矩控制模式及模式切

8、換動(dòng)態(tài)制動(dòng)功能編碼器脈沖任意分頻輸出S曲線加減速功能RS485通訊接口強(qiáng)大的上位機(jī)功能，可繪制速度、脈沖、電流的波形，易調(diào)整編碼器斷線保護(hù)功能編碼器在斷線等異常情況下，伺服驅(qū)動(dòng)器會(huì)自動(dòng)報(bào)警。模式切換功能：模式切換功能：歐瑞伺服提供多達(dá)十幾種模式切換，以滿足不同客戶的工藝要求。伺服倒計(jì)時(shí)功能：伺服倒計(jì)時(shí)功能：可以設(shè)定用戶的使用時(shí)間，該時(shí)間是伺服的累積運(yùn)行時(shí)間，到了規(guī)定時(shí)間以后伺服停止運(yùn)行報(bào)AL-15 ，需要輸入密碼解鎖以后才能運(yùn)行。自動(dòng)增益切換功能自動(dòng)增益切換功能根據(jù)負(fù)載的特性，用戶可以設(shè)定兩個(gè)增益，可以把脈沖數(shù)、速度、端口作為切換條件來進(jìn)行增益切換。2.性能優(yōu)越速度響應(yīng)帶寬400HZ空載從靜止

9、到加速到2000轉(zhuǎn)每分僅需5ms提供三倍過載提供任意分頻輸出外部指令脈沖輸入頻率最高500KHZ3、應(yīng)用廣泛、應(yīng)用廣泛數(shù)控機(jī)械 數(shù)控車床、磨床、雕刻機(jī)、木工機(jī)械、傳送機(jī)、專用機(jī)床包裝機(jī)械 食品包裝、制袋設(shè)備 紡織機(jī)械 絡(luò)筒機(jī)、織布機(jī)、織襪機(jī)、繡花機(jī)、編織機(jī)提高產(chǎn)品性能 替代變頻器、步進(jìn)電機(jī)，代替汽缸、液壓裝置 4.高質(zhì)量硬件平臺(tái)，確保產(chǎn)品穩(wěn)定高質(zhì)量硬件平臺(tái)，確保產(chǎn)品穩(wěn)定主要器件全部國外進(jìn)口美國TI公司高性能信號(hào)處理器（DSP）智能化功率模塊（IPM）大規(guī)模現(xiàn)場可編程邏輯陣列（FPGA)采用多摩川編碼器，確保驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性進(jìn)口高速光電耦合器，確保脈沖接受速率 德國倫茨永磁報(bào)閘制動(dòng)器，確保報(bào)閘響應(yīng)性和

10、報(bào)閘力矩 5、良好市場適應(yīng)性、良好市場適應(yīng)性提供28種機(jī)型，提供多種選擇性通用220V伺服最大功率7.5KW法蘭尺寸與日系接近，絕大多數(shù)可直接替換 歐瑞伺服目前有28種電機(jī)，功率范圍從0.2KW-7.5KW,轉(zhuǎn)矩范圍從0.64NM-48NM,安裝尺寸有60、80、90、110、130、180共6大系列，可以提供1000、1500、2000、3000轉(zhuǎn)等不同轉(zhuǎn)速的電機(jī)。 我們伺服電機(jī)的安裝尺寸，電氣參數(shù)基本跟臺(tái)達(dá)以及日系的安川、松下等品牌是一致，也跟國內(nèi)的多數(shù)伺服廠家兼容。應(yīng)該說我們的伺服電機(jī)種類在國內(nèi)品牌中是種類最全的。有助于市場的推廣。伺服電機(jī)命名規(guī)則伺服電機(jī)命名規(guī)則伺服電機(jī)銘牌伺服電機(jī)銘牌

11、伺服驅(qū)動(dòng)器命名規(guī)則 伺服驅(qū)動(dòng)器銘牌示意圖伺服驅(qū)動(dòng)器銘牌示意圖SDE10系列伺服介紹 SDE10系列伺服驅(qū)動(dòng)器是針對(duì)中低端客戶開發(fā)的一款產(chǎn)品，主要的競爭對(duì)手是東元、邁信等國內(nèi)品牌，具有外形美觀、接線靈活、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。與通用的 SD10系列相比主要是端口有所改變，使用方式以及功能基本沿用了原有功能，容易被客戶接受。命名方式：SDE10系列的外觀SDE10系列外觀的變化 注： 結(jié)構(gòu)方面主要是端子發(fā)生了變化， CN2、CN3等信號(hào)端子由原來的 SCSI20、SCSI50分別變?yōu)楝F(xiàn)在的 DB15、DB25接口，功率端子去掉了控制電源端子 L1C和 L2C以及電抗器接入端子 N+、N-

12、。SDE10系列功能特點(diǎn)、無缺相保護(hù)，單相電源或者 3相電源皆可，默認(rèn) 過載倍數(shù)為驅(qū)動(dòng)器標(biāo)定電流值的 2倍； 、增加了編碼器斷線保護(hù)功能，使能后顯示斷線保護(hù)； 、功率端子全部改用 3位端子，不用 7位端子。去掉了控制電 源輸入 端子以及電抗器接入端子； 、驅(qū)動(dòng)器使能之后泄放有效；、IO控制接口、編碼器接口和通用機(jī)型不一致，其中編碼器接口CN2改 為通用DB15接口，控制IO端口改為DB25端口。SDE10系列功能特點(diǎn) 、功率范圍從 0.2-3KW，只有 M2和 M3兩種結(jié)構(gòu)。 M2 結(jié)構(gòu)無 N端子，M3結(jié)構(gòu)保留了 N端子。 M3結(jié)構(gòu)接單 相電源時(shí)要接 L1和 L3端子； 、驅(qū)動(dòng)器的功能碼和使用

13、方式基本沒有改變，跟通用機(jī) 型相同，增加了部分新功能。電機(jī)代碼通過內(nèi)部參數(shù) 來選擇即可； 、控制板上去掉了 FPGA芯片，模擬量采用 DSP內(nèi)部的， 精度有所降低，穩(wěn)態(tài)精度控制在 3轉(zhuǎn)左右。并且只有 一路模擬量輸入。輸入范圍： -10V - +10V； 、無脈沖分頻輸出功能； 、輸入 IO端子由 8個(gè)改為 5個(gè)，輸出端子由 5個(gè)改為 4 個(gè)。SDE10市場適用場合 SDE10系列伺服可以廣泛應(yīng)用在簡易數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化流水線、包裝機(jī)械、定長折彎、裁剪裝備中。多用于是位置控制，對(duì)模擬量精度要求較高的場合不建議使用。伺服選型的步驟伺服選型的步驟 1、首先應(yīng)了解工況：了解用戶的負(fù)載類型、確定電機(jī)法蘭尺

14、寸、轉(zhuǎn)電機(jī)法蘭尺寸、轉(zhuǎn) 速、轉(zhuǎn)矩、慣量等速、轉(zhuǎn)矩、慣量等，這4個(gè)要素必須明確。 2、根據(jù)上面的4個(gè)要素選擇合適的伺服電機(jī)。 3、根據(jù)電機(jī)的型號(hào)確定驅(qū)動(dòng)器的型號(hào),查表即可找到對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器型 號(hào)。 注意： 歐瑞傳動(dòng)的伺服驅(qū)動(dòng)器與伺服電機(jī)是配套的，不兼 容第3方的電機(jī)。 伺服電機(jī)的U、V、W與驅(qū)動(dòng)器的 U、V、W端子必須一 一對(duì)應(yīng)，禁止顛倒！ 說明： 1、轉(zhuǎn)速：根據(jù)客戶實(shí)際要求，滿足客戶的加工要求就好，不要盲目追求更高轉(zhuǎn)速的電機(jī)。相同轉(zhuǎn)矩下。轉(zhuǎn)速越高，功率越大，要求模塊的容量越大，成本越高。所以2000轉(zhuǎn)的電機(jī)能滿足要求，盡量不要追求3000轉(zhuǎn)的。 2、轉(zhuǎn)矩：必須滿足實(shí)際需要，但是不需要像步進(jìn)電機(jī)那

15、樣留有過多的余量。轉(zhuǎn)矩越大，價(jià)格越高。 3、慣量：根據(jù)現(xiàn)場要求選用不同慣量的電機(jī)，如機(jī)床行業(yè)一般選用中慣量的伺服電機(jī)。而需要高速響應(yīng)的場合則需要小慣量的電機(jī)。為保證電機(jī)具有良好的動(dòng)態(tài)特性，負(fù)載慣量應(yīng)當(dāng)小于電機(jī)慣量的5倍。如果高于5倍馬達(dá)轉(zhuǎn)子慣量，一般伺服會(huì)出現(xiàn)不良反應(yīng)，像高速激光切割機(jī)床，在設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮負(fù)載慣量低于電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量。 4、法蘭安裝尺寸：必須選擇合適的法蘭安裝面以便與客戶機(jī)械設(shè)備配套，錯(cuò)誤的法蘭尺寸將會(huì)導(dǎo)致電機(jī)無法安裝，另外電機(jī)的軸徑也是影響安裝的一個(gè)重要因素。 注意：這4個(gè)參數(shù)只是基本參數(shù)，這些參數(shù)確定下來只能基本確定一臺(tái)電機(jī)，還有其他參數(shù)（比如電機(jī)軸的形式、電機(jī)是否帶制動(dòng)、等等

16、）也是很重要的。另外電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間的編碼器線，控制信號(hào)線（分位置模式與模擬量速度和轉(zhuǎn)矩模式兩種）以及功率線是否要公司提供請客戶訂貨時(shí)一起說明。 很多客戶會(huì)問1KW的伺服多少錢？其實(shí)這樣問是不準(zhǔn)確的，很難回答。 我們首先要明確伺服包含驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)兩部分，一般來講伺服驅(qū)動(dòng)器是按照額定電流來分的，按照功率來分也勉強(qiáng)可以。但是伺服電機(jī)跟功率的關(guān)系不大，伺服電機(jī)的價(jià)格跟轉(zhuǎn)矩成正比。我們看下面這個(gè)公式： P=NT/9.55 P代表額定功率 N代表額定轉(zhuǎn)速 T代表額定轉(zhuǎn)矩下表中雖然同是1KW的電機(jī)，但是價(jià)格相差非常大 。 電機(jī)代碼電機(jī)額定轉(zhuǎn)速(r/min)額定轉(zhuǎn)矩(NM) 功率（W）A200051000B

17、1000101000C200501000伺服電機(jī)安裝注意事項(xiàng)伺服電機(jī)安裝注意事項(xiàng)1、伺服電機(jī)油和水的保護(hù) A：伺服電機(jī)可以用在會(huì)受水或油滴侵襲的場所，但是它 不是全防水或防油的。因此，伺服電機(jī)不應(yīng)當(dāng)放置 或使用在水中或油侵的環(huán)境中。 B：如果伺服電機(jī)連接到一個(gè)減速齒輪，使用伺服電機(jī)時(shí) 應(yīng)當(dāng)加油封，以防止減速齒輪的油進(jìn)入伺服電機(jī) 。 C：伺服電機(jī)的電纜不要浸沒在油或水中。 2、伺服電機(jī)電纜減輕應(yīng)力 A：確保電纜不因外部彎曲力或自身重量而受到力矩或 垂直負(fù)荷，尤其是在電纜出口處或連接處。 B：電纜的彎頭半徑做到盡可能大。 C：在伺服電機(jī)移動(dòng)的情況下，應(yīng)把電纜（就是隨電機(jī)配 置的那根牢固地固定到一個(gè)

18、靜止的部分（相對(duì)電 機(jī)），并且應(yīng)當(dāng)用一個(gè)裝在電纜支座里的附加電纜來 延長它，這樣彎曲應(yīng)力可以減到最小。 3、伺服電機(jī)允許的軸端負(fù)載 A：確保在安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)加到伺服電機(jī)軸上的徑向和軸 向負(fù)載控制在 每種型號(hào)的規(guī)定值以內(nèi)。 B：在安裝一個(gè)剛性聯(lián)軸器時(shí)要格外小心，特別是過度 的彎曲負(fù)載可能導(dǎo)致軸端和軸承的損壞或磨損 C：工況允許的情況下最好用柔性聯(lián)軸器，以便使徑向 負(fù)載低于允許值，此物是專為高機(jī)械強(qiáng)度的伺服電機(jī) 設(shè)計(jì)的。 4、伺服電機(jī)安裝注意 A：在安裝、拆卸耦合部件到伺服電機(jī)軸端時(shí)，不要用 錘子直接敲打軸端。（錘子直接敲打軸端，伺服電 機(jī)軸另一端的編碼器要被敲壞） B：竭力使軸端對(duì)齊到最佳狀態(tài)（對(duì)

19、不好可能導(dǎo)致振動(dòng) 或軸承損壞）。 5、電機(jī)的過熱保護(hù) 電機(jī)外表溫度在攝氏70-80度完全正常，電機(jī)溫度過高 首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁 ，伺服電機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢；頻 率越高，反向電動(dòng)勢越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻 率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。四、伺服驅(qū)動(dòng)器的原理與調(diào)試四、伺服驅(qū)動(dòng)器的原理與調(diào)試四、伺服驅(qū)動(dòng)器的原理與調(diào)試四、伺服驅(qū)動(dòng)器的原理與調(diào)試 伺服系統(tǒng)的組成 常用術(shù)語釋義伺服驅(qū)動(dòng)器連線伺服驅(qū)動(dòng)器的一般調(diào)試方法伺服系統(tǒng)的組成 伺服系統(tǒng)定義伺服系統(tǒng)定義 伺服系統(tǒng)是由交流伺服驅(qū)動(dòng)器、交流永磁同步伺服電機(jī)、專用控制上位機(jī)組成的一個(gè)完善的運(yùn)動(dòng)

20、控制產(chǎn)品。 伺服系統(tǒng)構(gòu)成框圖伺服系統(tǒng)構(gòu)成框圖編碼器脈沖反饋專用控制器伺服驅(qū)動(dòng)器伺服電機(jī)編碼器脈沖反饋上位控制器常用的上位機(jī)控制器主要由PLC、運(yùn)動(dòng)控制卡、CNC數(shù)控系統(tǒng)等。伺服電機(jī)的構(gòu)成 伺服電機(jī)：是在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的電機(jī)械轉(zhuǎn)換器。 伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U、V、W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度取決于編碼器的精度（線數(shù)）。 伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 伺服驅(qū)動(dòng)器的作用是接收上位機(jī)的指令信號(hào)，并根據(jù)該指令來控制伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。伺服

21、驅(qū)動(dòng)器一般可以采用位置、速度和力矩三種控制方式，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)，目前是傳動(dòng)技術(shù)的高端。 整流部分儲(chǔ)能環(huán)節(jié)逆變部分M交流直流直流交流控制系統(tǒng)常用術(shù)語釋義常用術(shù)語釋義 伺服使能伺服使能 使能時(shí)伺服驅(qū)動(dòng)器有輸出電流，伺服電機(jī)的磁場被定位，外力是難以改變轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置的，在額定力矩以內(nèi)，無論外力怎樣變化，轉(zhuǎn)子都會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)回歸力，一旦擾動(dòng)撤消，轉(zhuǎn)子矢量即回歸原位。 電子齒輪電子齒輪 電子齒輪就電機(jī)編碼器反饋脈沖與指令脈沖的一個(gè)比值。電子齒輪可以用來將指令控制器1個(gè)脈沖指令的工件移動(dòng)量設(shè)定為任意值。 編碼器分辨率編碼器分辨率 編碼器分辨率是指電機(jī)軸每轉(zhuǎn)一圈，編碼器輸出的脈沖個(gè)數(shù)。如一伺服電

22、機(jī)每轉(zhuǎn)1圈輸出2500個(gè)脈沖，那么此電機(jī)的編碼器分辨率是2500,也稱為2500線的編碼器。 電磁抱閘制動(dòng)電磁抱閘制動(dòng)： 一些應(yīng)用場合，當(dāng)伺服OFF時(shí)為了防止電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，需要通過電磁抱閘裝置把電機(jī)軸固定住，這種制動(dòng)方式叫電磁抱閘制動(dòng)。電磁抱閘制動(dòng)僅適用于帶抱閘的伺服電機(jī) 。 動(dòng)態(tài)制動(dòng)：動(dòng)態(tài)制動(dòng)： 動(dòng)態(tài)制動(dòng)通過短路伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)線線圈，最終以能耗制動(dòng)的形式縮短伺服電機(jī)的機(jī)械進(jìn)給距離。如下圖所示整機(jī)構(gòu)成圖功率端子符號(hào)及名稱伺服驅(qū)動(dòng)器的工作模式伺服驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行模式 控制方式 位置模式脈沖輸入外部轉(zhuǎn)矩模式 外部模擬量輸入 外部速度模式外部模擬量輸入JOG 點(diǎn)動(dòng)模式操作面板內(nèi)部轉(zhuǎn)矩模式操作面板內(nèi)部速度模

23、式 內(nèi)部寄存器加端子內(nèi)部位置模式內(nèi)部寄存器加端子各種控制模式簡介1、外部轉(zhuǎn)矩控制： 外部轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入來控制伺服的輸出扭矩。例如設(shè)定10V對(duì)應(yīng)5Nm的話 ，當(dāng)外部模擬量設(shè)定為5V時(shí)電機(jī)軸輸出為2.5Nm:可以通過即時(shí)改變模擬量的設(shè)定來改變設(shè)定的力矩大小。轉(zhuǎn)矩控制主要應(yīng)用在對(duì)材質(zhì)的受力有嚴(yán)格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如繞線裝置或拉光纖設(shè)備，轉(zhuǎn)矩的設(shè)定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時(shí)更改以確保材質(zhì)的受力不會(huì)隨著纏繞半徑的變化而改變。 2、外部速度模式： 通過模擬量的輸入進(jìn)行轉(zhuǎn)速的控制，用于要求恒速度控制的場合。 3、位置控制： 位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)速度

24、的大小，通過脈沖的個(gè)數(shù)來確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，由于位置模式可以對(duì)速度和位置都有很嚴(yán)格的控制，所以一般應(yīng)用于定位裝置。位置控制是應(yīng)用最廣泛的控制方式。 4、點(diǎn)動(dòng)模式： 點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行時(shí)伺服驅(qū)動(dòng)器處于一種特殊的速度模式，點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行，不需要設(shè)置任何參數(shù)，也無需配備其他外部控制信號(hào) 。點(diǎn)動(dòng)模式不受正反轉(zhuǎn)禁止的限制，請務(wù)必注意安全。點(diǎn)動(dòng)模式可以認(rèn)為是伺服驅(qū)動(dòng)器的一種自檢模式。一般情況下，伺服接好線要先點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行，如果點(diǎn)動(dòng)模式下電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，那么伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)以及他們之間的連線都是正常的。 5、內(nèi)部轉(zhuǎn)矩模式： 內(nèi)部轉(zhuǎn)矩模式只需要通過面板按鍵設(shè)定需要的輸出轉(zhuǎn) 矩，伺服使能后電機(jī)即按照設(shè)定的輸出轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。 6、內(nèi)部速度

25、模式： 內(nèi)部速度模式是通過伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的用戶參數(shù)事先 設(shè)定三個(gè)內(nèi)部速度并通過外部輸入端子的選擇來實(shí)現(xiàn) 段速運(yùn)行。 7、內(nèi)部位置模式 內(nèi)部位置模式的命令來源是8組命令暫存器，配合3個(gè) 輸入端子切換相應(yīng)的位置命令，同時(shí)每一組位置命令 搭配一個(gè)移動(dòng)速度暫存器來設(shè)定相應(yīng)的 速度?？刂品绞竭x擇 具體采用什么控制方式要根據(jù)客戶的要求,滿足何種運(yùn)動(dòng)功能來選擇. 對(duì)加工精度要求比較高時(shí)應(yīng)采用位置控制，要求恒速運(yùn)動(dòng)的場合應(yīng)采用速度控制，要求恒張力的場合推薦使用轉(zhuǎn)矩控制。 上位控制器如果是PLC，多數(shù)采用位置控制，上位控制器如果是CNC系統(tǒng)，一般采用位置控制，也有少數(shù)型號(hào)采用速度控制，比如FAGO的系統(tǒng)。 上位

26、控制器是運(yùn)動(dòng)控制卡的系統(tǒng)一般多采用位置控制。伺服驅(qū)動(dòng)器調(diào)試安裝的一般步驟：伺服驅(qū)動(dòng)器調(diào)試安裝的一般步驟：1、請首先確認(rèn)電機(jī)的型號(hào)和伺服驅(qū)動(dòng)器是否匹配，然后檢 查系統(tǒng)配線是否正確。2、斷開伺服電機(jī)軸與機(jī)械裝置的連接，給伺服通電，通過 操作面板確認(rèn)伺服驅(qū)動(dòng)器有無異常。3、在空載狀態(tài)下對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行JOG點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行，請確認(rèn)電機(jī) 的旋轉(zhuǎn)方向是否正確。4、選擇伺服的工作模式并在該模式下對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器功能進(jìn) 行測試檢查端子CN3上的與控制器的接線是否正確，利用 伺服內(nèi)部的監(jiān)視功能確認(rèn)輸入IO口的狀態(tài)是否正確，特別 是緊急停止和超程保護(hù)功能是否好用。5、將伺服電機(jī)連接到機(jī)械裝置上，通過指令控制器進(jìn)行運(yùn) 行并設(shè)定

27、所需的用戶參數(shù)，以使機(jī)械的移動(dòng)方向，移動(dòng) 距離以及移動(dòng)速度與指令內(nèi)容相符。6、運(yùn)行并根據(jù)需要進(jìn)行伺服增益的調(diào)整，使伺服達(dá)到最佳 工作狀態(tài)。 伺服驅(qū)動(dòng)器有別于變頻器，雖然變頻器功能參數(shù)很多。實(shí)際應(yīng)用中，多數(shù)只要采用出廠設(shè)定值即可。但是伺服驅(qū)動(dòng)器的很多參數(shù)跟實(shí)際應(yīng)用情況有很大關(guān)系，且有的還相互關(guān)聯(lián)，因此要根據(jù)實(shí)際進(jìn)行設(shè)定和調(diào)試。 為敘述方便，我們僅以位置模式下進(jìn)行想說明。模擬速度和轉(zhuǎn)矩控制模式下運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行零漂補(bǔ)償，具體操作方式是將模擬量輸入端口與GND短接，如電機(jī)仍在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，請通過伺服內(nèi)部參數(shù)設(shè)置進(jìn)行補(bǔ)償，直到電機(jī)不轉(zhuǎn)為止。位置控制模式連接圖位置模式下最簡系統(tǒng)接線圖位置模式下一般需要聯(lián)接這些信

28、號(hào)位置模式下的調(diào)試步驟位置模式下的調(diào)試步驟1、根據(jù)指令控制器輸出的位置脈沖指令形態(tài)，設(shè)定伺服驅(qū) 動(dòng)器輸入位置脈沖指令的形態(tài) 。 脈沖形式有以下三種：編碼器脈沖形式有以下三種：編碼器AB相信號(hào)、正反轉(zhuǎn)相信號(hào)、正反轉(zhuǎn)脈沖、脈沖方向。實(shí)際使用的時(shí)候需要設(shè)置采用哪脈沖、脈沖方向。實(shí)際使用的時(shí)候需要設(shè)置采用哪種方式。種方式。 2、根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定合適的電子齒輪，出廠值：分子分母 都為1 3、接通電源并將伺服ON(/SON-I)輸入信號(hào)置為ON 4、設(shè)置指令控制器，使其輸出使伺服電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)1圈的 指令（2500 線編碼器的給定10000個(gè)指令） 5、查看伺服驅(qū)動(dòng)器的監(jiān)控區(qū)，確定接收到的指令與上位機(jī) 發(fā)出

29、的指令個(gè)數(shù)是否一致，確認(rèn)指令控制器的方向指令 與伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是否一致 。 6、給定一定頻率的指令脈沖 ，并確定給定的脈沖指令與 電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速是否對(duì)應(yīng)。 7、確認(rèn)輸入輸出IO的狀態(tài)是否正常。 8、將電機(jī)裝到到機(jī)械裝置上進(jìn)行增益調(diào)節(jié)。伺服驅(qū)動(dòng)器調(diào)試總結(jié)進(jìn)入所選模式試運(yùn)行檢查點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行連到機(jī)械上運(yùn)行電子齒輪設(shè)定電子齒輪設(shè)定 伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部對(duì)編碼器信號(hào)四倍頻，對(duì)于2500線編碼器的電機(jī)，其旋轉(zhuǎn)一周伺服驅(qū)動(dòng)器需要接受10000個(gè)指令脈沖。1）電子齒輪電子齒輪可以用來將指令控制器1個(gè)脈沖指令的工件移動(dòng)量為任意值。如果將減速比設(shè)定為M/N,則可由下式求出電子齒數(shù)比的設(shè)定值。（伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)M圈，負(fù)載軸旋

30、轉(zhuǎn)N圈時(shí)）電子齒輪B/A=（編碼器脈沖數(shù)*4/負(fù)載軸旋轉(zhuǎn)1圈的脈沖量）*（M/N） 電子齒數(shù)比的設(shè)定最佳范圍： 0.01電子齒數(shù)比（B/A）100 超出上述范圍時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器控制精度將下降。 電子齒輪的設(shè)定步驟： 1、確認(rèn)減速比，滾珠絲杠節(jié)距 2、確認(rèn)所用伺服電機(jī)的編碼器脈沖數(shù) 3、決定來自指令控制器的指令單位（上位機(jī)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng) 物體的移動(dòng)量） 4、以決定的指令單位為基礎(chǔ)，計(jì)算負(fù)載軸旋轉(zhuǎn)一圈所需 要的指令單位量。 5、根據(jù)電子齒輪計(jì)算公式計(jì)算 6、將計(jì)算出來的數(shù)值設(shè)定為電子齒輪 舉例： 滾珠絲杠節(jié)距6mm，減速比3/1編碼器線數(shù)2500 1指令單位0.001mm(1um) 負(fù)載軸旋轉(zhuǎn)1圈的脈

31、沖量6/0.001=6000 計(jì)算電子齒數(shù)比B/A=（2500*4/6000）*3伺服驅(qū)動(dòng)器增益的調(diào)整伺服驅(qū)動(dòng)器增益的調(diào)整 增益就是放大器的放大倍數(shù)，為了優(yōu)化伺服驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)性，需要調(diào)整伺服驅(qū)動(dòng)器中設(shè)定的伺服增益。注意如果增益調(diào)整設(shè)定不當(dāng)，會(huì)引發(fā)巨大的機(jī)械振動(dòng)，甚至損壞機(jī)械。所以伺服相關(guān)增益需要我們在出廠值的基礎(chǔ)上做多次調(diào)整，一次不要改的太大，以免發(fā)生危險(xiǎn)。 比例增益有助于提高伺服的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，積分增益可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。增益的大小跟負(fù)載的慣量有關(guān)系，慣量越大，增益可以調(diào)的大一些。 伺服驅(qū)動(dòng)器由三個(gè)反饋環(huán)( 位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)) 構(gòu)成，越是內(nèi)側(cè)的環(huán)越需要提高其響應(yīng)性。增益調(diào)整應(yīng)遵循先

32、比例后積分的原則，比例增益由電流、速度、位置的順序來調(diào)節(jié)。由于電流環(huán)可確保充分的響應(yīng)性因此客戶不必進(jìn)行調(diào)整。 常用增益參數(shù)位置模式下 外部速度模式下Po301:位置環(huán)比例增益 Po101:速度環(huán)比例增益Po302:位置環(huán)前饋增益 Po102:速度環(huán)積分增益Po306:位置濾波時(shí)間常數(shù) Po105:速度環(huán)前饋增益Po101:速度環(huán)比例增益 Po106:速度濾波時(shí)間常數(shù)Po102:速度環(huán)積分增益 Po105:速度環(huán)前饋增益Po106:速度濾波時(shí)間常數(shù)速度環(huán)比例增益調(diào)節(jié)速度環(huán)的比例增益過低的話響應(yīng)性變差，過高的話產(chǎn)生振動(dòng)及超調(diào)。 速度環(huán)積分增益 積分增益過大，時(shí)間太長的話完成目標(biāo)的時(shí)間變長， 增益太

33、小，時(shí)間太短的話會(huì)發(fā)生超調(diào) 位置環(huán)比例增益 位置環(huán)增益越高，響應(yīng)越快，太高的話，容易發(fā)生機(jī)械諧振。 例如伺服電機(jī)裝到到設(shè)備上后機(jī)械振動(dòng)較大，一般需要將比例增益調(diào)小，積分增益加大。加工零件有換刀痕，不光滑，一般是動(dòng)態(tài)響應(yīng)不足，需要加大比例增益，適當(dāng)調(diào)節(jié)積分增益?？傊?，增益的調(diào)整不是越大越好，也不是越小越好，需要根據(jù)機(jī)械的狀況和加工要求來調(diào)整。 制動(dòng)電阻的選擇 若電機(jī)運(yùn)動(dòng)方式為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，停機(jī)所產(chǎn)生的回灌能量先進(jìn)入直流母線的電容，待電容的電壓超過某一數(shù)值，制動(dòng)電阻將消耗多余的再生能量。當(dāng)再生容量超出內(nèi)置制動(dòng)電阻可處理的再生容量時(shí)，應(yīng)外接制動(dòng)電阻器。使用制動(dòng)電阻時(shí)需注意以下幾點(diǎn)： 1、請正確設(shè)定泄放占

34、空比，否則將導(dǎo)致制動(dòng)效果不明顯。 2、當(dāng)使用外接制動(dòng)電阻時(shí)，請必須確定所使用的電阻值不小于外置電阻最小阻值。不要將內(nèi)外部電阻并聯(lián)使用。 伺服驅(qū)動(dòng)器的布線規(guī)則1、要將電源線和信號(hào)線從同一管道內(nèi)穿過也不要將其綁扎在一 起，不 要將電源線和信號(hào)線從同一管道內(nèi)穿過也不要將其綁扎在一 起，配 線時(shí)電源線與信號(hào)線應(yīng)離開30cm以上。2、信號(hào)線編碼器(PG)反饋線請使用多股絞合線以及多芯絞合屏蔽線。 3、指令輸入線的配線長度最長為3m ，編碼器反饋線最長為20m 4、接地配線盡可能使用粗線(2.0mm2以上) 5、 伺服電機(jī)與機(jī)械之間相互絕緣時(shí)請將伺服電機(jī)直接接地。6、 不要與電焊機(jī)、放電加工機(jī)等使用同一電

35、源 。7、將噪音濾波器的地線與輸出配線分離開來，濾波器的地 線單獨(dú)與接地板連接請勿連接其他地線。8、當(dāng)伺服電機(jī)經(jīng)由機(jī)械接地時(shí)開關(guān)干擾電流會(huì)從伺服單元 的動(dòng)力部通過伺服電機(jī)的雜散電容流動(dòng)，請務(wù)必將伺服 電機(jī)的電機(jī)框架端子FG 與伺服單元的接地端子連在一 起，另外接地端子必須接地。伺服驅(qū)動(dòng)器抗干擾方案五、伺服常見故障及處理方法五、伺服常見故障及處理方法1、驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障時(shí)，不要立即復(fù)位運(yùn)行，要找到原因， 徹底排除。否則可能造成驅(qū)動(dòng)器損壞或?qū)C(jī)械設(shè)備產(chǎn)生 沖擊。2、常溫條件下工作，伺服電機(jī)表面溫度在70-85度之間是比 較正 常的，有些客戶為了驗(yàn)證電機(jī)的好壞，往往在額定 轉(zhuǎn)速下做空載試驗(yàn)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一

36、天甚至更長時(shí)間，電機(jī) 的溫 升會(huì)比較高，將在30-70度之間。這種測試 方法不太 科 學(xué)，建議客戶不要這樣測試。電機(jī)的溫升主要跟電機(jī) 的轉(zhuǎn)速、功率、油封有關(guān)系，一 般情況下電機(jī)的功率越 大溫度越高，電機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，溫度也越高，油封對(duì)溫 升的影響也比較大，相同條件 下，帶油封的電機(jī)比不帶 油封的電機(jī)要高20度左右?？蛻舨灰獛в头庹?jiān)谟嗀洉r(shí) 注明。3、今年也有部分客戶反應(yīng)伺服電機(jī)噪音偏大，由于國內(nèi)的 伺服電機(jī)起步晚，制造工藝總體不高，電機(jī)裝配的過程 中難免會(huì)存在一定的差異，可能每個(gè)電機(jī)的噪音不太一 致，但這個(gè)不會(huì)影響到客戶的使用。4、伺服驅(qū)動(dòng)器脈沖接收不到或者接收不準(zhǔn)的問題。 伺服脈沖接收不到一般

37、是接線問題或者參數(shù)設(shè)置問題； 如果接收不準(zhǔn)一般跟干擾有關(guān)系，伺服系統(tǒng)由上位機(jī)、 驅(qū)動(dòng)器、電機(jī) 3部分組成，任何一部分受到干擾，都會(huì) 對(duì)真?zhèn)€系統(tǒng)產(chǎn)生影響，伺服系統(tǒng)EMC 的要求比較高。 一般情況下伺服的控制信號(hào)線不能超過3米，要求采用屏 蔽線，干擾強(qiáng)烈的場合需要將屏蔽層與控制器的弱信號(hào) 電源公共地連接。5 有代理商反應(yīng)我們的伺服調(diào)試起來比較麻煩。 特別是在一些要求精度較高的應(yīng)用場合，調(diào)試起來需要一定的時(shí)間。 伺服系統(tǒng)是電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、上位機(jī)、機(jī)械的緊密結(jié)合體，其中一個(gè)方面出現(xiàn)誤差都會(huì)影響到最終 的加工 果，其中伺服驅(qū)動(dòng)器的控制算法又比較 復(fù)雜，所以調(diào)試會(huì)麻煩一些。 不僅僅是我們的伺服調(diào)試麻煩，包括臺(tái)達(dá)、松下、東元 等知名品牌的伺服調(diào)試起來同樣需要一定的時(shí)間。伺服的調(diào)試需要一定經(jīng)驗(yàn)做支撐。為了解決伺服調(diào)試問題 ，我們開發(fā)了伺服上位機(jī)軟件，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控伺服的狀態(tài)和波形，可以比較直觀的反應(yīng)伺服的當(dāng)前工作狀態(tài)，大家可以好好利用該軟件。伺服驅(qū)動(dòng)器的常見故障及處理六、歐瑞伺服應(yīng)用案例 伺