課程單元教學(xué)設(shè)計首頁課程課題：項目3任務(wù)1授課教師學(xué)時數(shù)6授課班級授課日期教學(xué)地點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)(1)熟悉伺服電動機(jī)的外部結(jié)構(gòu)、防護(hù)形式及散熱方式。(2)熟悉伺服驅(qū)動器的操作單元、顯示內(nèi)容及面板設(shè)置。(3)掌握伺服電動機(jī)和伺服驅(qū)動器的銘牌信息、型號標(biāo)識及主要參數(shù)。(4)能準(zhǔn)確識別伺服電動機(jī)和伺服驅(qū)動器的銘牌及型號。(5)會進(jìn)行伺服驅(qū)動器和伺服電動機(jī)的電氣接線。(6)能正確設(shè)置伺服驅(qū)動器的簡單參數(shù)。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)(1）會進(jìn)行伺服驅(qū)動器和伺服電動機(jī)的電氣接線。(2）能正確設(shè)置伺服驅(qū)動器的簡單參數(shù)。教學(xué)方法教學(xué)手段PPT、邊講邊練教學(xué)準(zhǔn)備1、PLC本體:FX5U-32MT2、人機(jī)界面：GS21073、運(yùn)動模組：運(yùn)動模組XY軸有效運(yùn)動行程400mm，z軸有效行程200mm4、伺服驅(qū)動器：MR-JE-10A、伺服電機(jī)：HG-KN13J-S100，HG-KN13BJ-S1005、電腦及相應(yīng)軟件參考資料教學(xué)反思課程單元教學(xué)設(shè)計實(shí)施方案備注【任務(wù)目標(biāo)】任務(wù)具體要求為：完成MR-JE-10A伺服驅(qū)動器和HG-KN13-S100伺服電機(jī)的電氣連接以及空載JOG測試?！救蝿?wù)分析】通過教師的講授學(xué)習(xí)有關(guān)伺服動機(jī)和伺服驅(qū)動器的工作原理及結(jié)構(gòu)和選型知識，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會查閱有關(guān)資料來完成本任務(wù)。【知識準(zhǔn)備】一.伺服系統(tǒng)概述1.伺服系統(tǒng)概念伺服系統(tǒng)是指在控制指令的作用下，通過驅(qū)動元件控制被控對象的某種狀態(tài)，使其能夠自動地、連續(xù)地、精確地復(fù)現(xiàn)輸入信號的變化規(guī)律，從而獲得精確的位置、速度及轉(zhuǎn)矩輸出的自動控制系統(tǒng)，亦稱隨動系統(tǒng)。2.伺服系統(tǒng)的分類（1）按驅(qū)動方式分類：電氣伺服系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)、氣動伺服系統(tǒng)。電氣伺服系統(tǒng)又分為直流伺服系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)和步進(jìn)伺服系統(tǒng)。（2）按照功能特征分類：位置伺服系統(tǒng)、速度伺服系統(tǒng)及轉(zhuǎn)矩伺服系統(tǒng)。位置伺服系統(tǒng)又分為點(diǎn)位伺服系統(tǒng)和連續(xù)軌跡伺服系統(tǒng)。（3）按控制方式分類：分為開環(huán)控制伺服系統(tǒng)、閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)。①開環(huán)控制伺服系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，容易掌握，調(diào)試、維修方便，造價低；缺點(diǎn)：控制精度低、溫升高、噪聲大、效率低、加減速性能差等。②半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)主要特點(diǎn)：較穩(wěn)定的控制特性，介于閉環(huán)伺服系統(tǒng)和開環(huán)伺服系統(tǒng)之間的定位精度，系統(tǒng)穩(wěn)定性較好，調(diào)試較容易，價格低廉。③閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)主要特點(diǎn)：與半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)相比，其反饋點(diǎn)取自輸出量，避免了半閉環(huán)控制系統(tǒng)自反饋信號取出點(diǎn)至輸出量間各元件引出的誤差。由于系統(tǒng)是利用輸出量與輸入量之間的差值進(jìn)行控制的，故又稱其為負(fù)反饋控制。二.交流伺服電動機(jī)1.交流伺服電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)交流伺服電動機(jī)的結(jié)構(gòu)主要分為定子、轉(zhuǎn)子、編碼器和其他輔助結(jié)構(gòu)(風(fēng)扇、封遞)，（1）定子：定子由鐵芯和線圈構(gòu)成，（2)轉(zhuǎn)子：鼠籠形轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組等組成，2.編碼器編碼器（encoder）是將信號（如比特流）或數(shù)據(jù)進(jìn)行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設(shè)備。它屬于傳感器的一種形式，主要用來檢測機(jī)械運(yùn)動的速度、位置、角度、距離或計數(shù)，除了應(yīng)用在機(jī)械外，許多的馬達(dá)控制如伺服馬達(dá)均需配備編碼器以供馬達(dá)控制器作為換相、速度及位置的檢出。編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號，前者稱為碼盤，后者稱為碼尺。（1）編碼器分類①按照編碼器碼盤的刻孔方式不同可以分為增量型及絕對值型。②按照編碼器信號的輸出類型不同可分為電壓輸出、集電極開路輸出、推拉互補(bǔ)輸出和長線驅(qū)動輸出。③按照編碼器機(jī)械安裝形式不同可分為有軸型和軸套型。④按照編碼器檢測工作原理不同可分為光電式、磁電式和觸點(diǎn)電刷式。⑤按照編碼器讀出方式不同可以分為接觸式和非接觸式兩種。（2）編碼器特點(diǎn)旋轉(zhuǎn)編碼器是集光機(jī)電技術(shù)于一體的傳感器。其特點(diǎn)是體積小，重量輕，品種多，功能全，頻響高，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能穩(wěn)定，可靠使用壽命長等特點(diǎn)。3.基本工作原理(1)同步型交流伺服電動機(jī)所謂同步電動機(jī)，即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場速度同步。交流伺服電動機(jī)中最為普及的是同步型交流伺服電動機(jī)，其勵磁磁場由轉(zhuǎn)子上的永磁體產(chǎn)生，通過控制三相電樞電流，使其合成電流矢量與勵磁磁場正交而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。(2)感應(yīng)型交流伺服電動機(jī)兩相異步伺服電動機(jī)工作時，勵磁繞組兩端施加恒定的勵磁電壓Uf控制繞組兩端施加控制電壓Uk通常將有效匝數(shù)相等的兩個繞組稱為兩相對稱繞組，若在兩相對稱繞組上施加兩個幅值相等且相位差90°電角度的對稱電壓，則電動機(jī)處于對稱狀態(tài)。此時，兩相繞組在定子、轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生的合成磁勢是一個圓形旋轉(zhuǎn)磁場。若兩個電壓幅值不相等或相位差不為90°電角度，則會得到一橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場。4.主要技術(shù)數(shù)據(jù)(1)型號說明(2)電壓(3)頻率(4)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)電流(5)空載轉(zhuǎn)速(6)額定輸出功率三.交流伺服驅(qū)動器1.伺服驅(qū)動器主要功能三菱通用MR-JE-□A交流伺服驅(qū)動器具有位置控制、速度控制和轉(zhuǎn)矩控制三種控制模式。2.MR-JE系列交流伺服驅(qū)動器（1）型號（2）伺服驅(qū)動器的構(gòu)造、內(nèi)部電路和接口①伺服驅(qū)動器的構(gòu)造②內(nèi)部電路：內(nèi)部電路按照功能主要包括功率變換主電路、控制電路、驅(qū)動電路。③伺服驅(qū)動器的接口伺服驅(qū)動器的安裝和系統(tǒng)配線（4）三菱MR-JE-10A伺服驅(qū)動器操作面板的顯示及操作四.伺服驅(qū)動器軟件MRConfigurator2應(yīng)用1.MRConfigurator2功能（1）設(shè)置（2）診斷（3）監(jiān)視（4）測試運(yùn)行（5）調(diào)整（6）故障處理2.MRConfigurator2與伺服放驅(qū)動器的連接根據(jù)伺服驅(qū)動器不同的型號系列以及模塊的不一樣，MRConfigurator2與伺服放驅(qū)動器的連接方法主要有USB連接、RS-422(RS-232C)連接、Ethernet連接、總線連接這幾種方式。3.畫面組成及主要功能基本操作（1）主畫面（2）主要功能操作①讀取參數(shù)②寫入?yún)?shù)③進(jìn)行JOG運(yùn)行【任務(wù)實(shí)施】1.無負(fù)載檢測為了避免對伺服驅(qū)動器或機(jī)構(gòu)造成傷害，請先將伺服電動機(jī)所連接的負(fù)載移除，若移除伺服電動機(jī)所連接的負(fù)載后，根據(jù)正常操作程序，能夠使伺服電動機(jī)正常運(yùn)行起來，之后即可將伺服電動機(jī)的負(fù)載連接上。(1)識別伺服電動機(jī)的銘牌等信息操作步驟:仔細(xì)觀察實(shí)訓(xùn)室伺服電動機(jī)銘牌，查閱相關(guān)資料手冊，或上網(wǎng)搜索，記錄信息，（2）識別伺服驅(qū)動器的銘牌等信息仔細(xì)觀察實(shí)訓(xùn)室伺服驅(qū)動器銘牌，