歐瑞SD系列伺服培訓(xùn)

1、歐瑞傳動(dòng)伺服培訓(xùn)教程(市場(chǎng)銷售),歐瑞傳動(dòng)技術(shù)開(kāi)發(fā)中心 孫協(xié)光 2011-1-16,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(yǔ)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(jiàn)故障的排除方法。,培訓(xùn)提要,四伺服的原理與調(diào)試,三伺服驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品簡(jiǎn)介,二 伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器的區(qū)別,一 伺服技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,五伺服常見(jiàn)故障及處理方法,六伺服應(yīng)用案例,一 伺服技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,伺服的分類 國(guó)內(nèi)伺服的發(fā)展概況 伺服技術(shù)的前景展望,伺服的分類,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

2、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。其在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛，目前已成為交流伺服系統(tǒng)的主流。,歐瑞伺服是交流永磁同步伺服,國(guó)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(chǎng)的70，而10kw以下的品種占到90。但是隨著注塑機(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(lái)越多。 從品牌占有率來(lái)看，日系品牌占領(lǐng)了大部分市場(chǎng),國(guó)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(guó)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(chǎng)占有率在10左右。,伺服技術(shù)的前景展

3、望,21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)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。可以說(shuō)，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(guó)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,伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器的異同,伺服簡(jiǎn)介,伺服驅(qū)動(dòng)器是用來(lái)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(yǔ)“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(lái)到之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；信號(hào)來(lái)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)。

4、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)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(guò)載能力不同 伺

5、服驅(qū)動(dòng)器一般具有短時(shí)3倍過(guò)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(guò)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(zhǎng)。 5 、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(méi)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(lái)控制交流異步電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器用來(lái)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

6、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(chǎng)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(chǎng)合，追求低成本、少維護(hù)、使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。另一個(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(jiǎn)介,歐瑞伺服的產(chǎn)品特色,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(chǎng)可編程邏輯陣列（FPGA)和智能化功率模塊

7、（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(jiǎn)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(chǎng)形勢(shì)近期推出SDE10系列伺服，以應(yīng)對(duì)未來(lái)更加激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。,歐瑞伺服的產(chǎn)品特色,1.功能齊全,兼容位置、速度和扭矩控制模式及模式切換,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。,歐瑞伺服的產(chǎn)品特色,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

8、要求。,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 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(lái)進(jìn)行增益切換。,歐瑞伺服的產(chǎn)品特色,2.性能優(yōu)越,速度響應(yīng)帶寬400HZ,空載從靜止到加速到2000轉(zhuǎn)每分僅需5ms,提供三倍過(guò)載,提供任意分頻輸出,外部指令脈沖輸入頻率最高500KHZ,歐瑞伺服的產(chǎn)品特色,3、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)、

9、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,歐瑞伺服的產(chǎn)品特色,4.高質(zhì)量硬件平臺(tái)，確保產(chǎn)品穩(wěn)定,主要器件全部國(guó)外進(jìn)口,美國(guó)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(chǎng)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(guó)倫茨永磁報(bào)閘制動(dòng)器，確保報(bào)閘響應(yīng)性和報(bào)閘力矩,歐瑞伺服的產(chǎn)品特色,5、良好市場(chǎng)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,歐瑞伺服的產(chǎn)品特色,歐瑞伺服目前有28種電機(jī)，功率范圍從0.2KW-7.5KW

10、,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(guó)內(nèi)的多數(shù)伺服廠家兼容。應(yīng)該說(shuō)我們的伺服電機(jī)種類在國(guó)內(nèi)品牌中是種類最全的。有助于市場(chǎng)的推廣。,歐瑞伺服的產(chǎn)品特色,伺服電機(jī)命名規(guī)則,伺服電機(jī)銘牌,伺服驅(qū)動(dòng)器命名規(guī)則,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(kāi)發(fā)的一款產(chǎn)品，主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是東元、邁信等國(guó)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

11、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(lái)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-。,SDE10系列功能特點(diǎn),、無(wú)缺相保護(hù)，單相電源或者 3相電源皆可，默認(rèn) 過(guò)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

12、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(wú) 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)器的功能碼和使用方式基本沒(méi)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(guò)內(nèi)部參數(shù) 來(lái)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

13、入。輸入范圍： -10V - +10V； 、無(wú)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(chǎng)適用場(chǎng)合,SDE10系列伺服可以廣泛應(yīng)用在簡(jiǎn)易數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化流水線、包裝機(jī)械、定長(zhǎng)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(chǎng)合不建議使用。,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)法蘭尺寸、轉(zhuǎn) 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

14、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(shuō)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)那樣留有過(guò)多的余量。轉(zhuǎn)矩越大，價(jià)格越高。 3、慣量：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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

15、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(wú)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(lái)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）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(qǐng)客戶訂貨時(shí)一起說(shuō)明。,很多客戶會(huì)問(wèn)1KW的伺服多少錢(qián)？其實(shí)這樣問(wèn)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，

16、一般來(lái)講伺服驅(qū)動(dòng)器是按照額定電流來(lái)分的，按照功率來(lái)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 。,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(chǎng)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(méi)在油或水中。 2、伺服電機(jī)電纜減輕

17、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)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(lái) 延長(zhǎng)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(guò)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

18、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)不好可能導(dǎo)致振動(dòng) 或軸承損壞）。 5、電機(jī)的過(guò)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(guò)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(shì)；頻 率越高，反向電動(dòng)勢(shì)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,伺服系統(tǒng)的組成,常用術(shù)語(yǔ)釋義,伺服

19、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)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)控制產(chǎn)品。 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(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)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)

20、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(lái)控制伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。伺服驅(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。,常用術(shù)語(yǔ)釋義,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(chǎng)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(wú)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(lái)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

21、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)： 一些應(yīng)用場(chǎng)合，當(dāng)伺服OFF時(shí)為了防止電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，需要通過(guò)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)通過(guò)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,各種控制模式簡(jiǎn)介,1、外部轉(zhuǎn)矩控制： 外部轉(zhuǎn)矩控制方式是通過(guò)外部模擬量的輸入來(lái)控制伺服的輸出扭矩。例如設(shè)定1

22、0V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(guò)即時(shí)改變模擬量的設(shè)定來(lái)改變?cè)O(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(guò)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(chǎng)合。,3、位置控制： 位置控制模式一般是通過(guò)外部輸入的脈沖的頻率來(lái)確定轉(zhuǎn)速度的大小，通過(guò)脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)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

23、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(wú)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(qǐng)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(guò)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)部速度模式： 內(nèi)部速度模式是通過(guò)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(guò)外部輸入端子的選擇來(lái)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(lái)

24、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(lái)設(shè)定相應(yīng)的 速度。,控制方式選擇,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(lái)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(chǎng)合應(yīng)采用速度控制，要求恒張力的場(chǎng)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：,1、請(qǐng)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。

25、 2、斷開(kāi)伺服電機(jī)軸與機(jī)械裝置的連接，給伺服通電，通過(guò) 操作面板確認(rèn)伺服驅(qū)動(dòng)器有無(wú)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(qǐng)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(cè)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(guò)指令控制器進(jìn)行運(yùn) 行并設(shè)定所需的用戶參數(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

26、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(shuō)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(qǐng)通過(guò)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(jiǎn)系統(tǒng)接線圖,位置模式下一般需要聯(lián)接這些信號(hào),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AB相信號(hào)、正反轉(zhuǎn)脈沖、

27、脈沖方向。實(shí)際使用的時(shí)候需要設(shè)置采用哪種方式。,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

28、式試運(yùn)行,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(lái)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

29、來(lái)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(lái)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,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?cè)诔鰪S

30、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)遵循先比例后積分的原則，比例增益由電流、速度、位置的順序來(lái)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:

31、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(guò)低的話響應(yīng)性變差，過(guò)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(guò)大，時(shí)間太長(zhǎng)的話完成目標(biāo)的時(shí)間變長(zhǎng)， 增益太小，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鲆娴恼{(diào)整不是越大越好

32、，也不是越小越好，需要根據(jù)機(jī)械的狀況和加工要求來(lái)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(guò)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(qǐng)正確設(shè)定泄放占空比，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(qǐng)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(guò)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(guò)也不要將其綁扎在一 起，配 線

33、時(shí)電源線與信號(hào)線應(yīng)離開(kāi)30cm以上。 2、信號(hào)線編碼器(PG)反饋線請(qǐng)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(zhǎng)度最長(zhǎng)為3m ，編碼器反饋線最長(zhǎng)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(qǐng)將伺服電機(jī)直接接地。 6、 不要與電焊機(jī)、放電加工機(jī)等使用同一電源 。 7、將噪音濾波器的地線與輸出配線分離開(kāi)來(lái)，濾波器的地 線單獨(dú)與接地板連接請(qǐng)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(kāi)關(guān)干擾電流會(huì)從伺服單元 的動(dòng)力部通過(guò)伺服電機(jī)的雜散電容流動(dòng)，請(qǐng)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。

34、,伺服驅(qū)動(dòng)器抗干擾方案,五、伺服常見(jiàn)故障及處理方法,五、伺服常見(jiàn)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)一天甚至更長(zhǎng)時(shí)間，電機(jī) 的溫 升會(huì)比較高，將在30-70度之間。這種測(cè)試 方法不太 科 學(xué)，建議客戶不要這樣測(cè)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?qǐng)?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(guó)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(guò)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。