伺服的基础知识及简单应用.pptVIP

未了实现既灵敏又高精度的动作，始终确认自己的动作状态，避免与指令发生偏差而不断进行反馈 (feed back），这就是伺服机构的特点。如何进行控制以缩小指令信号与反馈信号之差至关重要。 JIS中“伺服机构”的定义： “以物体的位置、方位、姿势等作为控制量，为跟踪目标的任何变化而构建的控制系统” 伺服机构大致由下列各部分组成。 普通的伺服电机有SM（同步）型AC伺服电机、IM（感应）型AC伺服电机和DC伺服电机3种。与FA相关的伺服电机,尤其是需求量大的中、小容量,由于下列原因通常说到伺服一般都是指SM型AC伺服电机。 ＜增量编码器与绝对编码器＞ 必威体育精装版的伺服电机多采用停电后无需进行原点复归的绝对编码器。绝对编码器中有检测电机旋转1圈内所处位置的绝对位置 检测部和计算旋转了几圈的多圈检测部。为了防止多圈检测数据在停电时丢失，由电池维持数据。 下图为光学式编码器的原理说明。最近，各公司已对分辨率极高（也有超过100万［脉冲/转］）的编码器实现了产品化。 通常，光学式编码器用于追求小型化或高分辨率等特性的应用领域，在特别追求耐环境性能（耐污染性能强等）的应用 领域，有时也使用磁力式编码器。 由于具有通用性，伺服机构的应用领域非常广泛。 譬如，计算机的DVD驱动器、HD驱动器、复印机的送纸机构、数码摄像机的录像带传送机 构等，从与生活密切相关的领域到飞机的控制机构、天文望远镜的驱动机构等，更不用说 工业领域，伺服无处不在。 下面以FA领域为对象，列举部分AC伺服的应用示例。 80年代出现的AC伺服通过在数控（NC）和机器人领域中的应用实绩，脱颖而出一举成为 FA相关的变速驱动器的主角。到了90年代，由于逐渐从液压式过渡到电动式扩大了市场范 围，AC伺服的应用领域更加广泛了。最近，随着移动通信等信息技术（IT）的进步，与半 导体制造、电子零件组装、液晶产品等相关领域的实际应用取得了飞跃性的增长。 搬运设备 卷材设备 食品设备 半导体设备 注塑成型机设备 电子零件组装设备 在工业高度发达、自动化不断进步的今天，搬运设备已成为许多领域不可或缺的项目。 处理纸、薄膜等超长材料（卷材）的设备，也称为卷筒。大致可分为开卷、加工和卷绕。加工处理随应 用领域（纵向剪切机、层压机、印刷）而异，但整个机构基本相同。 常规机构图 ： 随着对食品处理要求的不断提高，高品质且安全的食品加工的需求越来越迫切。 在这样的形势下，伺服机构在食品加工领域的应用不断取得进展。 半导体制造工艺属于亚微米级的精细加工。因此，需要精密的加工精度和洁净的环境。 为了达到上述要求，广泛采用伺服系统。 半导体技术日新月异，对于伺服技术的要求也越来越高。 注塑成型机是制造塑料零件时使用的设备。将经过加热熔融的塑料原料注射到模具内，固化后得到成型 产品。以前主要采用液压控制，而现在为了节能，采用AC伺服系统也多起来了。 伺服系统的最大特点是“比较指令值与当前值，为了缩小该误差”进行反馈控制。反馈控制中，确认机械 （控制对象）是否忠实地按照指令进行跟踪，有误差（偏差）时改变控制内容，并将这一过程进行反复 控制，以到达目标。注意到该控制流程是：误差→当前值→误差，形成一个闭合的环，因此也称为闭环 （CLOSED LOOP）；反之，无反馈的方式，则称为开环（OPEN LOOP）。 从信号的流程着眼，伺服的构成如下图所示。 （a） 定位控制的目标 FA设备中的“定位”是指工件或工具（钻头、铣刀）等以合适的速度向着目标位置移动，并高精度地停 止在目标位置。这样的控制称为“定位控制”。 可以说伺服系统主要用来实现这种“定位控制”的目的。 (b) 定位控制基本特点 伺服系统的定位控制基本特点如下所述。 机械的移动量与指令脉冲的总数成正比。 机械的速度与指令脉冲串的速度（脉冲频率）成正比。 最终在±1个脉冲的范围内定位即完成，此后只要不改变位置指令，则始终保持在该位置。（伺服锁定功能） 伺服系统的速度控制特点：可实现“精细、速度范围宽、速度波动小”的运行。 (a) 软起动、软停止功能 转矩控制就是通过控制伺服电机的电流，以达到输出目标转矩的控制。＜以收卷控制为例＞ （通用）变频器与（通用）伺服在使用目的、功能方面存在本质上的差异。 选择哪一个取决于运行模式、负载条件、价格等因素。 大致分为进行电力变换的主回路和指示如何进行变换的控制回路。 （2）伺服的各基本构成部分作用如下。 基本上伺服的性能比变频器优越。因此，由变频器变更为伺服时，一般不会产生运行方面的问题。但是， 必须考虑下列几点。 (2) 换算到电机轴的负载惯性大小（惯性） 与变频器相比，伺服对于负载惯性的大小很敏感。　　 相对于电机本身的转动惯量，如果负载的转动惯量过大，则电机轴会被负