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5小时前
答案
伺服液压站工作原理: 液压站又称液压泵站,是液压装置,它按驱动装置(主机)要求供油,并控制油流的方向、压力和流量,它适用于主机与液压装置可分离的各种液压机械下。 用户购买后只要将液压站与主机上的执行机构(油缸和油马达)用油管相连,液压机械即可实现各种规定的动作、工作循环。液压站是由泵装置、集成块或阀组合、油箱、电气盒组合而成。各部件功用如下:泵装置——上装有电机和油泵,它是液压站的动力源,将机械能转化为液压油的动力能。集成块——是由液压阀及通道体组合而成。它对液压油实行方向、压力、流量调节。 阀组合——是板式阀装在立板上,板后管连接,与集成块功能相同。油箱——是钢板焊的半封闭容器,上还装有滤油网、空气滤清器等,它用来储油、油的冷却及过滤。 电器盒——分两种形式。一种设置外接引线的端子板;一种是配置了全套控制电器。 液压站的工作原理如下:电机带动油泵旋转,泵从油泵中吸油后打油,将机械能转化为液压油的压力能,液压油通过集成块(或阀组合)被液压阀实现了方向、压力、流量调节后经外接管路传输到液压机械的油缸或油马达中,从而控制了液动机方向的变换、力量的大小及速度的快慢,推动各种液压机械做功。
2019-08-15 14:54
答案
最全的运动控制的应用与分析,你都知道吗?运动控制是控制马达的一门技术和科学,它可以影响运动的轨迹。了解运动控制架构,可以在决策的过程中,帮助确定是否需要或者什么时候需要使用运动控制网络。无论是移动试管,还是切割金属,运动控制器负责规划运动轨迹,驱动和监视马达,定期将状态更新提交给更高一级的控制器。在运动控制系统的设计中,主要使用了两种控制结构:集中式和分布式。高速、低成本的数字控制网络的引入,为建造分布式控制系统提供了新的选择。随着具有更高功率、更紧凑的开关放大器的出现,集中化设计使得在同一块印刷电路板上可以布置的控制器数量正在逐步增加。了解这些技术发展趋势,有助于解释如何以及在什么时候,应用这两种不同的控制结构。运动控制应用的类型集中式还是分布式,哪种控制方式更合适:应用控制问题的特性对其具有决定性的影响。在平面运动控制应用领域,马达的控制或多或少的由集中式PC或控制器完成;也有一些分层应用领域,运动轴被分成2、3组或者更多的功能轴;也有一些单机应用的场合,机床控制器的运行在很大程度上没有与网络连接,不依赖网络的监视。平面运动控制的例子:具有多个转轴的印刷机,它的转轴受伺服控制器的控制。在这里,时间是关键因素。主控制器,通常是PC或者是PLC,必须同步驱动所有的轴。典型的指令为:“移动轴#1到位置X,移动轴#2到位置Y”等等。分级运动控制应用的例子:半导体晶圆处理系统,该系统具有一个主机器人(4轴)、晶圆定位器(3轴)和一个阀门控制器(1或2轴)。在这种结构下,网络一般将就地机器人或者阀门控制器连接至中心网络,但是实际的运动控制由就地机器人、晶圆定位器或者阀门完成。总的机器控制器不会发出类似“将机器轴#2移动到位置12345”的指令,而是给出诸如“伸展机械臂”的指令,该指令由就地机器人控制器来解释和执行。单机应用的例子:磁带存档系统,该系统允许操作人员走近控制台,要求检索特定的磁带。这些单机控制器,能够执行一揽子的机械臂运动,该运动基于就地人员发出的指令,如“检索磁带#1234”。在该应用中,如果连接了网络,那只是用其实现报告和监视功能,并不是用于控制本身。增加分布式运动驱动器了解哪些实际设备可以用于运动控制系统同样十分重要。两个可用的设备是:分布式驱动器和机器控制卡。尽管这些设备有很多不同的变体,但是归纳起来,它们都是上述两种设备中的一种。分布式运动控制器驱动器,有时也被称为智能放大器,通过网络与中心主机通讯,提供一套运动控制功能,比如产生轮廓、回路闭合或者是放大功能。根据应用的不同,有两种分布式驱动可供使用。第一种,可称之为紧耦合驱动,应用诸如SERCOS、EtherCAT、或EthernetPOWERLINK等高速、确定性的网络。第二种,可称之为松耦合驱动,使用诸如以太网协议、CAN总线和RS485等低速网络。紧耦合驱动需要使用运动卡或者通过PC运行专用软件,来同步和协调各个轴的运动。每个驱动器可接收位置和速度的更新信息,其更新速率可达每秒钟数千次。松耦合驱动也是由主机控制,但是驱动器承担更强大的仿形切削,同时也具有更大的延迟。将类似于“利用点到点S型曲线,将轴移动到位置X”的指令,发送给每个驱动器。这些驱动器内的交互倾向于自动化,利用就地传感器的输入来启动或停止运动。运动网络的选择能够连接到这些设备上的网络,可以是运动专用的网络,比如SERCOS,也可以是运动与其它功能均可使用的网络。这些通用网络包括RS-485、CAN总线、EtherCAT、EthernetPOWERLINK、Profibus、Interbus-S和以太网。这些网络使用何种通讯协议?最常用的是CANopen(CAN总线和EtherCAT总线上的主机)协议。使用该协议,可以直接从市面上购买能与CANopen连接的传感器和运动驱动器。完全的即插即用标准,在目前阶段并不现实。因为很多供应商在产品中加入了CANopen运动扩展部件,使这些产品与其它供应商的产品并不兼容。尽管选择可能有点模糊,但是对于大多数做机器设计的用户来讲,其实就是三个选择:RS-485(有点老,但值得信赖),CAN总线/CANopen和以太网或任何一种确定性以太网(EtherCAT或EthernetPOWERLINK等)。机器控制卡机器控制卡,就是所谓的运动控制卡,是分布式驱动最主要的替代品。主要区别是:运动控制卡通过背板总线与分散的主板或处理器卡连接起来。但是在这里,我们将单机单卡控制器和背板运动控制卡称为机器控制器卡。在运动控制器方案中,微处理器中有应用代码,运动控制器IC(运动处理器)用于产生轮廓、伺服回路闭合以及管理轴控制中的对时间要求比较严格的元素。机器应用的微处理器和运动处理器可以为同一个,尤其是对那些简单的控制应用而言。机器控制器卡的优势之一是可维护性更好,这是因为维修整个控制器卡,就是更换卡件。由于放大器布置在卡件上,接线也减少了。还可根据实际应用对卡件的实体尺寸以及接头进行裁剪。机器控制卡有两种不同的类型:成品的和客户定制的。成品卡,尤其是总线连接的运动卡,存在已经很长时间了,有很多供应商可供选择。客户定制卡,尽管需要更多的设计工作,也是一种很好的选择。有个重要的发展趋势就是将放大器(IC或者基于模块的)集成到卡件上。另外一个趋势是利用基于IC的成品运动控制器,提供轮廓产生、伺服回路闭合、通讯以及时间关键功能,比如自动安全响应、程控中断以及其它类型的自动运动轴管理。如何选择网络那么在选择运动控制网络时应该考虑哪些因素呢?当考虑分布式运动网络时,要先考虑在应用中需要哪种类型的信号。运动特性是否依赖于布置在该机器上其它部分的信号?传感器以及其它非运动控制的执行器,比如继电器,是否也在网络总线上?如果错误出现,运动需要以多快的速度停止?在考虑基于网络的方案,是如何以及在多大程度上影响互联机器的机械组织的时候,必须考虑的另外一个重要因素是:“如果电子部件分布在整个机器上,那如何对机器进行维护?”尽管由技术人员提供维护的传统机架式卡件,可能到处都是乱糟糟的线,但是必须要说明的是,它们还是处于同一“屋檐”下的。易维护性以及在整个生命周期内的成本,会极大的影响控制系统的设计选择。由于重量、受热或者其它环境方面因素的影响,通过将放大器布置在马达边上来实现分布式控制,有时候并不可行。传统的控制机架机柜可以通过空调系统以及隔热与机器的运行环境隔离。而这对于分布式控制经常是不可行的。那什么时候选择一个控制方案而不是另外一个呢?没有一个简单的答案。对于给定的应用。有时候两种结构都能很好的工作。工程应用对费用越敏感,设计人员就越有可能去自己设计卡件和集成板载放大器,当然这取决于功耗水平。设计卡件时,可以选择需要的接头并根据特定的运动应用来确定卡件的形状要素。机床等需要高度同步的应用,会自然的倾向于多轴运动卡或紧耦合分布式驱动方案。这些驱动在马达类型和功耗范围方面具有更大的灵活性。不要忘记,需要运动控制卡或者需要带有专用G代码软件的PC来完成整体路径的生成。对一些大、中型的应用,比如医药自动化、半导体自动化、科学仪表和低功耗通用自动化,可以通过几种不同的方案实现,包括:成品机器控制卡,客户定制机器控制卡,或松耦合分布式驱动等。
2019-08-14 15:39
答案
运动控制器与PLC的本质区别,你真的知道吗? 什么是运动控制器运动控制器就是控制电动机的运行方式专用控制器:比如电动机在由行程开关控制交流接触器而实现电动机拖动物体向上运行达到指定位置后又向下运行,或者用时间继电器控制电动机正反转或转一会停一会再转一会再停。运动控制在机器人和数控机床的领域内的应用要比在专用机器中应用更复杂,因为后者运动形式更简单,通常被称为通用运动控制(GMC)。运动控制器的特点(1)硬件组成简单,把运动控制器插入PC总线,连接信号线就可组成系统;(2)可以使用PC机已经具有的丰富软件进行开发;(3)运动控制软件的代码通用性和可移植性较好;(4)可以进行开发工作的工程人员较多,不需要太多培训工作,就可以进行开发。 运动控制器的控制形式点位运动控制:即仅对终点位置有要求,与运动的中间过程即运动轨迹无关。相应的运动控制器要求具有快速的定位速度,在运动的加速段和减速段,采用不同的加减速控制策略。在加速运动时,为了使系统能够快速加速到设定速度,往往进步系统增益和加大加速度,在减速的末段采用s曲线减速的控制策略。为了防止系统到位后震动,规划到位后,又会适当减小系统的增益。所以,点位运动控制器往往具有在线可变控制参数和可变加减速曲线的能力。 连续轨迹运动控制:该控制又称为轮廓控制,主要应用在传统的数控系统、切割系统的运动轮廓控制。相应的运动控制器要解决的题目是如何使系统在高速运动的情况下,既要保证系统加工的轮廓精度,还要保证刀具沿轮廓运动时的切向速度的恒定。对小线段加工时,有多段程序预处理功能。同步运动控制:是指多个轴之间的运动协调控制,可以是多个轴在运动全程中进行同步,也可以是在运动过程中的局部有速度同步,主要应用在需要有电子齿轮箱和电子凸轮功能的系统控制中。产业上有印染、印刷、造纸、轧钢、同步剪切等行业。相应的运动控制器的控制算法常采用自适应前馈控制,通过自动调节控制量的幅值和相位,来保证在输进端加一个与干扰幅值相等、相位相反的控制作用,以抑制周期干扰,保证系统的同步控制。什么是PLC可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。PLC的特点(1)可靠性高。由于PLC大都采用单片微型计算机,因而集成度高,再加上相应的保护电路及自诊断功能,提高了系统的可靠性。(2)编程容易。PLC的编程多采用继电器控制梯形图及命令语句,其数量比微型机指令要少得多,除中、高档PLC外,一般的小型PLC只有16条左右。由于梯形图形象而简单,因此容易掌握、使用方便,甚至不需要计算机专业知识,就可进行编程。(3)组态灵活。由于PLC采用积木式结构,用户只需要简单地组合,便可灵活地改变控制系统的功能和规模,因此,可适用于任何控制系统。(4)输入/输出功能模块齐全。PLC的最大优点之一,是针对不同的现场信号(如直流或交流、开关量、数字量或模拟量、电压或电流等),均有相应的模板可与工业现场的器件(如按钮、开关、传感电流变送器、电机启动器或控制阀等)直接连接,并通过总线与CPU主板连接。 (5)安装方便。与计算机系统相比,PLC的安装既不需要专用机房,也不需要严格的屏蔽措施。使用时只需把检测器件与执行机构和PLC的I/O接口端子正确连接,便可正常工作。 (6)运行速度快。由于PLC的控制是由程序控制执行的,因而不论其可靠性还是运行速度,都是继电器逻辑控制无法相比的。近年来,微处理器的使用,特别是随着单片机大量采用,大大增强了PLC的能力,并且使PLC与微型机控制系统之间的差别越来越小,特别是高档PLC更是如此。运动控制器与PLC的区别运动控制主要涉及步进电机、伺服电机的控制,控制结构模式一般是:控制装置+驱动器+(步进或伺服)电机。控制装置可以是PLC系统,也可以是专用的自动化装置(如运动控制器、运动控制卡)。PLC系统作为控制装置时,虽具有PLC系统的灵活性、一定的通用性,但对于精度较高,如-插补控制,反应灵敏的要求时难以做到或编程非常困难,而且成本可能较高。随着技术进步和技术积累,运动控制器应运而生了,它把一些普遍性的、特殊的运动控制功能固化在其中—如插补指令,用户只需组态、调用这些功能块或指令,这样减轻了编程难度,性能、成本等方面也有优势。也可以这样理解:PLC的使用是一种普通的运动控制装置。运动控制器是一种特殊的PLC,专职用于运动控制。
2019-08-07 13:29
答案
什么是伺服驱动器?    伺服驱动器(servodrives)又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”,是用来控制伺服电机的一种控制器,其作用类似于变频器作用于普通交流马达,属于伺服系统的一部分,主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位,目前是传动技术的高端产品。  伺服驱动器是现代运动控制的重要组成部分,被广泛应用于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中。尤其是应用于控制交流永磁同步电机的伺服驱动器已经成为国内外研究热点。当前交流伺服驱动器设计中普遍采用基于矢量控制的电流、速度、位置3闭环控制算法。该算法中速度闭环设计合理与否,对于整个伺服控制系统,特别是速度控制性能的发挥起到关键作用。  在伺服驱动器速度闭环中,电机转子实时速度测量精度对于改善速度环的转速控制动静态特性至关重要。为寻求测量精度与系统成本的平衡,一般采用增量式光电编码器作为测速传感器,与其对应的常用测速方法为M/T测速法。M/T测速法虽然具有一定的测量精度和较宽的测量范围,但这种方法有其固有的缺陷,主要包括:  1)测速周期内必须检测到至少一个完整的码盘脉冲,限制了最低可测转速;  2)用于测速的2个控制系统定时器开关难以严格保持同步,在速度变化较大的测量场合中无法保证测速精度。因此应用该测速法的传统速度环设计方案难以提高伺服驱动器速度跟随与控制性能。    伺服驱动器的工作原理    目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,可以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。  功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流,得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电,再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元(AC-DC)主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。  随着伺服系统的大规模应用,伺服驱动器使用、伺服驱动器调试、伺服驱动器维修都是伺服驱动器在当今比较重要的技术课题,越来越多工控技术服务商对伺服驱动器进行了技术深层次研究。  伺服驱动器是现代运动控制的重要组成部分,被广泛应用于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中。尤其是应用于控制交流永磁同步电机的伺服驱动器已经成为国内外研究热点。当前交流伺服驱动器设计中普遍采用基于矢量控制的电流、速度、位置3闭环控制算法。该算法中速度闭环设计合理与否,对于整个伺服控制系统,特别是速度控制性能的发挥起到关键作用。   伺服进给系统的基本要求     伺服进给系统的要求:  1、调速范围宽  2、定位精度高  3、有足够的传动刚性和高的速度稳定性  4、快速响应,无超调  为了保证生产率和加工质量,除了要求有较高的定位精度外,还要求有良好的快速响应特性,即要求跟踪指令信号的响应要快,因为数控系统在启动、制动时,要求加、减加速度足够大,缩短进给系统的过渡过程时间,减小轮廓过渡误差。  5、低速大转矩,过载能力强  一般来说,伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力,在短时间内可以过载4~6倍而不损坏。  6、可靠性高  要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好,具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。  对电机的要求  1、从最低速到最高速电机都能平稳运转,转矩波动要小,尤其在低速如0.1r/min或更低速时,仍有平稳的速度而无爬行现象。  2、电机应具有大的较长时间的过载能力,以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4~6倍而不损坏。  3、为了满足快速响应的要求,电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩,并具有尽可能小的时间常数和启动电压。  4、电机应能承受频繁启、制动和反转。   伺服驱动器需要什么样的脉冲?    正反脉冲控制(CW+CCW);脉冲加方向控制(pulse+direction);AB相输入(相位差控制,常见于手轮控制)。  伺服驱动器主程序主要用来完成系统的初始化、LO接口控制信号、DSP内各个控制模块寄存器的设置等。  伺服驱动器所有的初始化工作完成后,主程序才进入等待状态,以及等待中断的发生,以便电流环与速度环的调节。  中断服务程序主要包括四M定时中断程序光电编码器零脉冲捕获中断程序、功率驱动保护中断程序、通信中断程序。   伺服电动机的其他问题处理技巧    (1)电动机窜动:在进给时出现窜动现象,测速信号不稳定,如编码器有裂纹;接线端子接触不良,如螺钉松动等;当窜动发生在由正方向运动与反方向运动的换向瞬间时,一般是由于进给传动链的反向问隙或伺服驱动增益过大所致;  (2)电动机爬行:大多发生在起动加速段或低速进给时,一般是由于进给传动链的润滑状态不良,伺服系统增益低及外加负载过大等因素所致。尤其要注意的是,伺服电动机和滚珠丝杠联接用的联轴器,由于连接松动或联轴器本身的缺陷,如裂纹等,造成滚珠丝杠与伺服电动机的转动不同步,从而使进给运动忽快忽慢;  (3)电动机振动:机床高速运行时,可能产生振动,这时就会产生过流报警。机床振动问题一般属于速度问题,所以应寻找速度环问题;  (4)电动机转矩降低:伺服电动机从额定堵转转矩到高速运转时,发现转矩会突然降低,这时因为电动机绕组的散热损坏和机械部分发热引起的。高速时,电动机温升变大,因此,正确使用伺服电动机前一定要对电动机的负载进行验算;  (5)电动机位置误差:当伺服轴运动超过位置允差范围时(KNDSD100出厂标准设置PA17:400,位置超差检测范围),伺服驱动器就会出现“4”号位置超差报警。主要原因有:系统设定的允差范围小;伺服系统增益设置不当;位置检测装置有污染;进给传动链累计误差过大等;  (6)电动机不转:数控系统到伺服驱动器除了联结脉冲+方向信号外,还有使能控制信号,一般为DC+24V继电器线圈电压。伺服电动机不转,常用诊断方法有:检查数控系统是否有脉冲信号输出;检查使能信号是否接通;通过液晶屏观测系统输入/出状态是否满足进给轴的起动条件;对带电磁制动器的伺服电动机确认制动已经打开;驱动器有故障;伺服电动机有故障;伺服电动机和滚珠丝杠联结联轴节失效或键脱开等。  小结  综上所述,数控机床伺服驱动器的正确使用除按用户手册正确设置参数外,还应结合使用现场和负载情况,灵活操作。实际工作中,使用者只有具备较强的参数理解能力和实践技能,才能摸索出调试驱动器和电动机的技巧,才能用好伺服驱动和伺服电动机。
2019-08-06 08:59
答案
速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么控制方式要根据客户的要求,满足何种运动功能来选择。  如果您对电机的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,当然是用转矩模式。  如果对位置和速度有一定的精度要求,而对实时转矩不是很关心,用转矩模式不太方便,用速度或位置模式比较好。  如果上位控制器有比较好的闭环控制功能,用速度控制效果会好一点。  如果本身要求不是很高,或者,基本没有实时性的要求,用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。  就伺服驱动器的响应速度来看,转矩模式运算量最小,驱动器对控制信号的响应最快;位置模式运算量最大,驱动器对控制信号的响应最慢。  对运动中的动态性能有比较高的要求时,需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢(比如PLC,或低端运动控制器),就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快,可以用速度方式,把位置环从驱动器移到控制器上,减少驱动器的工作量,提高效率(比如大部分中高端运动控制器);如果有更好的上位控制器,还可以用转矩方式控制,把速度环也从驱动器上移开,这一般只是高端专用控制器才能这么干,而且,这时完全不需要使用伺服电机。  一般说驱动器控制的好不好,每个厂家的都说自己做的最好,但是现在有个比较直观的比较方式,叫响应带宽。当转矩控制或者速度控制时,通过脉冲发生器给他一个方波信号,使电机不断的正转、反转,不断的调高频率,示波器上显示的是个扫频信号,当包络线的顶点到达最高值的70.7%时,表示已经失步,此时的频率的高低,就能显示出谁的产品牛了,一般的电流环能作到1000Hz以上,而速度环只能作到几十赫兹。  换一种比较专业的说法:   1、转矩控制:转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,具体表现为例如10V对应5Nm的话,当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转,外部负载等于2.5Nm时电机不转,大于2.5Nm时电机反转(通常在有重力负载情况下产生)。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。  应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中,例如饶线装置或拉光纤设备,转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。   2、位置控制:位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。  应用领域如数控机床、印刷机械等等。   3、速度模式:通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制,在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位,但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号,此时的电机轴端的编码器只检测电机转速,位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了,这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差,增加了整个系统的定位精度。   4、谈谈3环,伺服一般为三个环控制,所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。最内的PID环就是电流环,此环完全在伺服驱动器内部进行,通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流,负反馈给电流的设定进行PID调节,从而达到输出电流尽量接近等于设定电流,电流环就是控制电机转矩的,所以在转矩模式下驱动器的运算最小,动态响应最快。  第2环是速度环,通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节,它的环内PID输出直接就是电流环的设定,所以速度环控制时就包含了速度环和电流环,换句话说任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流(转矩)的控制以达到对速度和位置的相应控制。  第3环是位置环,它是最外环,可以在驱动器和电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建,要根据实际情况来定。由于位置控制环内部输出就是速度环的设定,位置控制模式下系统进行了所有3个环的运算,此时的系统运算量最大,动态响应速度也最慢。  伺服电机的使用寿命是多久?   额定转速不用管它,伺服电机有堵转扭矩这一说法,实际就是在1rpm的情况下测定出来的。只有你的电机质量没问题,且使用的时候过载不严重,在承受范围以内,基本不会有什么影响。  电机的寿命主要取决于轴承,轴承算是电机里寿命最短的玩意儿了。你安装精度高点,同心度好点,放心用吧。真烧了那也是驱动器的责任,谁让它不接温控保护了。  交流伺服电机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。  目前应用较多的转子结构有两种形式:一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量,转子做得细长;另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子,杯壁很薄,仅0.2-0.3mm,为了减小磁路的磁阻,要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小,反应迅速,而且运转平稳,因此被广泛采用。 01接线   将控制卡断电,连接控制卡与伺服之间的信号线。以下的线是必须要接的:控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后,电机和控制卡(以及PC)上电。此时电机应该不动,而且可以用外力轻松转动,如果不是这样,检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机,检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化,否则检查编码器信号的接线和设置。  02试方向   对于一个闭环控制系统,如果反馈信号的方向不正确,后果肯定是灾难性的。通过控制卡打开伺服的使能信号。这是伺服应该以一个较低的速度转动,这就是传说中的“零漂”。一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数,看电机的转速和方向是否可以通过这个指令(参数)控制。如果不能控制,检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数,电机正转,编码器计数增加;给出负数,电机反转转,编码器计数减小。如果电机带有负载,行程有限,不要采用这种方式。测试不要给过大的电压,建议在1V以下。如果方向不一致,可以修改控制卡或电机上的参数,使其一致。03抑制零漂   在闭环控制过程中,零漂的存在会对控制效果有一定的影响,最好将其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飘的参数,仔细调整,使电机的转速趋近于零。由于零漂本身也有一定的随机性,所以,不必要求电机转速绝对为零。  伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。  直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。  交流伺服被应用的17个领域   交流伺服驱动器借鉴并应用了变频的技术,在直流电机的伺服控制的基础上通过变频PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的,也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节。与变频器一样,也是将工频交流电先整流成直流电,然后通过可控制门极的各类晶体管(IGBT,IGCT等)通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的交流电,波形类似于正余弦的脉动电。  伺服驱动器发展了变频技术,在驱动器内部的电流环,速度环和位置环(变频器没有该环)都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算,主要的一点可以进行精确的位置控制。  现在的交流伺服的控制部分采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,其优点是可以实现比较复杂的控制算法,来完成伺服系统的闭环控制,包括力矩、速度和位置等闭环控制。  交流伺服的应用领域:   凡是对位置,速度和力矩的控制精度要求比较高的场合,都可以采用交流伺服驱动。如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、电子、制药、金融机具、自动化生产线等。因为伺服多用在定位、速度控制场合,所以伺服又称为运动控制。  1、冶金、钢铁—连铸拉坯生产线、铜杆上引连铸机、喷印标记设备、冷连轧机,定长剪切、自动送料、转炉倾动。  2、电力、电缆—水轮机调速器、风力发电机变桨系统、拉丝机、对绞机、高速编织机、卷线机、喷印标记设备等。  3、石油、化工—挤压机、胶片传动带、大型空气压缩机、抽油机等。  4、化纤和纺织--纺纱机、精纺机、织机、梳棉机、横边机等。  5、汽车制造业—发动机零部件生产线、发动机组装生产线,整车装配线、车身焊接线、检测设备等。  6、机床制造业—车床、龙门刨、铣床、磨床、机械加工中心、制齿机等。  7、铸件制造业—机械手、转炉倾动、模具加工中心等。  8、橡塑制造业--塑料压延机、塑料薄膜袋封切机、注塑机、挤出机、成型机、涂塑复合机、拉丝机等。  9、电子制造业—印刷电路板(PCB)设备、半导体器件设备(光刻机、晶圆加工机等)、液晶显示器(LCD)设备、整机联装及表面贴装(SMT)设备、激光设备(切割机、雕刻机等)、通用数控设备、机械手等。  10、造纸业—纸张传送设备、特种纸造纸机械等。  11、食品制造业—原料加工设备、灌装机械、封口机、其他食品包装及印刷设备等  12、制药业—原料加工机械、制剂机械、饮片机械、印刷及包装机械等  13、交通—地铁屏蔽门、电力机车、船舶导航等  14、物流、装卸、搬运—自动仓库、搬运车、立体车库、传动带、机器人、起重设备和搬运设备等  15、建筑—电梯、传送带、自动旋转门、自动开窗等  16、医疗—CT、X光机、核磁共振MRI等  17、试验设备—汽车试验设备、扭矩试验设备等  总之,学好伺服驱动的应用,可以设计出很多产品,而且都是很高端产品,对职业的发展意义重大。未来一段时间,我们将着重学习伺服驱动的应用。  伺服系统的控制模式有哪几种?  步进电机作为一种开环控制的系统,和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。   1、控制精度不同   两相混合式步进电机步距角一般为1.8°、0.9°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72°、0.36°。也有一些高性能的步进电机通过细分后步距角更小。如山洋公司(SANYODENKI)生产的二相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。  交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以山洋全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2000线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/8000=0.045°。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=0.0027466°,是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。   2、低频特性不同   步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,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