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* * * * * * * * * ■ www.sanyodenki.co.jp 伺服技术入门（初级篇） ２０１１年9月13日 １．伺服指的是？ ■　伺服的意思 伺服正确来说是伺服机构 （Servomechanism） 是自动控制的一个分科 ■　控制指的是？ ■　自动控制指的是？ 某种装置自动使控制对象按某种目的运作 是事物按目的运作 ２．自动控制的分类 自动控制 维持目标值控制 维持恒定控制 使物体的机械性位置按期望变化的控制 过程控制 自动调整 伺服控制 ３．伺服系统指的是 是使物体的位置、方位、状态等输出 能够跟随目标值的任意变化而变化的 自动控制系统。 ４．生活中的自动控制 用杯子在水龙头接水 人在无意识中考虑了水量?时间 需要时间 水量 满 一半 少量 快 慢 监视水龙头的水流，杯子的水量，在接近目标是的时候关闭水龙头。 ５．伺服技术相关物理（１） （１）速度 使用数值表示的话 物体的位置?方位?状态等能按目标动作 伺服是 ■　速率 ■　速度 ６．伺服技术相关物理（２） ■　速率 ■　速度 力学上的定义 一定时间（单位时间）内　　　　物体移动的距离 速率以及速率的方向 表示速率?长度?时间?比重等的大小的是 标量 矢量 表示大小以及方向的是 ７．伺服技术相关物理（３） ■　速率 转矩量 用“V”表示 ■　加速度 ■　力 方向 V 速度的大小 V ８．伺服技术相关物理（４） ■　ｍ / min 伺服常用的速率单位 V　＝　10ｍ / min 以毎分１０ｍ动作的工作机械台 马达选定参考速率与速度 NC工作机械或机器人则参考转矩量 直角坐标系 极坐标系 圆筒坐标系 ９．伺服技术相关物理（５） V Vｘ Vｙ θ Vｘ = Vcosθ Vｙ = Vsinθ tanθ = Vy / Vx 解Vx，Vy可得 V = Vx2　＋ Vｙ2 假设V　与X軸的角度为θ 矢量 表示大小及方向二者 完成目标的方向性 １０．伺服的种类 伺服有电气伺服?油压伺服?空压伺服等。 伺服的种类 优点 缺点 电气式 ?高响应、高精度化 ?高性能化 ?与油压、空压式相比价格 　高 ?与油压、空压式相比更难调整 油压式 ?追求大功率化 ?保全性不好（油污重） 空压式 ?性价比好 ?高功率化、高精度化困难 １１．伺服系统的构成 电气式伺服系统的构成 ■　伺服马达 将电能转换为动能（回转、转矩、推力等），并传导动力至传达装置。 给马达供电。给马达提供指令（位置、速度、转矩）与马达实际动作的误差（偏差）相对应的电流。 ■　驱动装置（伺服驱动、驱动器） 转矩 １２．伺服系统的构成 电气式伺服系统的构成 ■　检出器 伺服马达的位置、速度等的传感器。伺服驱动读取闭环控制用的反馈信号。 ■　控制装置（CNC、机器人控制器等） 为实现机械控控制的核心装置，可对伺服马达?驱动等实施指令生成等。 １３．伺服系统的构成 ■　动力传送装置（滚珠丝杆，减速机等） 将伺服马达的动向机械传输的传送装置 １４．伺服系统的构成 负荷 动力传送装置 控制装置 位置、速度、 转矩指令 驱动装置 （伺服驱动） 伺服马达 检出器 （传感器） 位置、速度、 转矩信息 电能 机械能 一般为输入脉冲列（位置指令）、模拟电压指令（速度，转矩指令），但现也在推行串行通信化。 １５．伺服马达的种类 ＤＣ伺服马达（有碳刷） 同步式ＡＣ伺服马达（无碳刷） 三相异步ＡＣ伺服马达（ＩＭ） 回转马达 磁浮马达 DD马达 控制比较简单。 碳刷与整流子（整流器）有机械性的接触（摩擦），故其寿命有所限制。 与ＤＣ伺服马达的基本特性相同。 因无碳刷，故寿命长。 转子不使用永磁。 与ＡＣ伺服马达相比价格上比较有利。 机器人、工作机械、产业机器上ＡＣ伺服马达为主流。 １６．伺服马达的构造 马达凸轮 转子（永磁） 定子（线圈） 刹车（可选） 传感器 轴承 刹车 传感器 定子 转子 １７．AC伺服马达的回转原理 Ｎ Ｓ Ｗ Ｕ Ｖ 磁界 磁界 磁界 定子 线圈 转子 （永磁） 将称为Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相的三个线圈按各１２０度配置。 永磁位于Ｕ相位置时给Ｕ相通电，此时受转矩影响 定子（永磁）会回转至Ｖ相位置。 再给Ｖ相通电，永磁则回转至Ｗ相位置。 如此按切换各线圈通电的顺序，则转子就可以持续运转了。 １８．伺服马达参数表 伺服马达类型 R2AA 08020F 06040F 08040F 组合伺服驱动的驱动容量 RS2A01 RS2A03 RS2A03 *额定功率 PR kW 0.2 0.4 0.4 *额定转速 NR min-1 3000 3000 3000 *最高转速 Nmax min-1 6000 6000 6000 *额定转矩 TR N?m 0.637 1.2