1、伺服培訓(xùn)資料,1,2,AC 伺服機(jī)制系統(tǒng),伺服系統(tǒng)的分類,伺服的概述,伺服系統(tǒng)的基本構(gòu)成,伺服的工作原理,伺服的控制方式,伺服的應(yīng)用,課程大綱,3,1.1 伺服的概述,來源于動(dòng)詞；服從、服務(wù)。 根據(jù)目標(biāo)值的指令,迅速地自動(dòng)作出動(dòng)作反映的電機(jī)。,伺服系統(tǒng)也可以稱謂是伺服機(jī)構(gòu)。 省略“機(jī)構(gòu)”和“機(jī)械裝置”來看，伺服系統(tǒng)是有目的自行控制。 所謂控制，是指按照目的運(yùn)行。也就是不由人手帶動(dòng)某些裝置，而是自己按照設(shè)定目的來控制對(duì)象。,什么是伺服,實(shí)物：,4,1.2 什么叫自動(dòng)控制？,自動(dòng)控制的三種舉例:,處理連續(xù)變化的對(duì)象，如溫度、圧力、流量。如將維持水位等數(shù)值作為控制對(duì)象。 通過電壓和頻率控制電線、紙和

2、軟片的張力、以及將水車和渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速等保持到一定值作為控制對(duì)象。 工作母機(jī)的刀臺(tái)送行和機(jī)器人的運(yùn)作、以及其他很多行業(yè)那樣將機(jī)械的控制、物體的機(jī)械式的位置作為控制對(duì)象。,處理控制,自動(dòng)調(diào)整,伺服系統(tǒng),5,1.3 什么叫伺服系統(tǒng)？,生活中自動(dòng)控制的例子,水量（少、一半、7成程度、 全滿） 需要時(shí)間（需要點(diǎn)時(shí)間；快點(diǎn)；慢慢地）,這個(gè)時(shí)候的人行動(dòng) 扭開關(guān) 監(jiān)視水龍頭的水流 調(diào)節(jié)開關(guān)的大小 監(jiān)視杯子里的水流 當(dāng)目標(biāo)水量接近時(shí) 關(guān)閉開關(guān),人根據(jù)杯子的水量、無意識(shí)地思考需要時(shí)間。,指示：手（肌肉）指揮,廣州朗豪自動(dòng)化科技,6,伺服系統(tǒng)的分類,從系統(tǒng)組成元件的性質(zhì)來看: 有電氣伺服系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)和電氣-液

3、壓伺服系統(tǒng)及電氣-電氣伺服系統(tǒng)等 從系統(tǒng)輸出量的物理性質(zhì)來看: 有速度或加速度伺服系統(tǒng)和位置伺服系統(tǒng)等 從系統(tǒng)中所包含的元件特性和信號(hào)作用特點(diǎn)來看: 有模擬式伺服系統(tǒng)和數(shù)字式伺服系統(tǒng) 從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來看: 有單回伺服系統(tǒng)、多回伺服系統(tǒng)和開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。,7,A、開環(huán)-即無位置反饋的系統(tǒng) 其驅(qū)動(dòng)元件主要是功率步進(jìn)電機(jī)或液壓脈沖馬達(dá)。 它的結(jié)構(gòu)簡單、易于控制，但缺點(diǎn)是精度差，低速不平穩(wěn)，扭矩小。 一般用于輕載負(fù)載變化不大或經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床上。,B、閉環(huán)-誤差控制隨動(dòng)隨動(dòng)系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的誤差，是CNC輸出的位置指令和機(jī)床工作臺(tái)實(shí)際位置的差值。 主要由執(zhí)行元件、檢測單元、比較環(huán)節(jié)、

4、驅(qū)動(dòng)電路和機(jī)床5部分組成。,8,半閉環(huán)伺服系統(tǒng) 半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖所示，是從驅(qū)動(dòng)裝置(常用伺服電機(jī))或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測，不是直接檢測運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置。,9,伺服系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),負(fù)荷 （球等）,指令,控制器 等,感應(yīng)器數(shù)據(jù) (位置,狀態(tài)）,駆動(dòng) （伺服馬達(dá)）,控制 （伺服放大器）,反饋器（感應(yīng)器）,伺服馬達(dá),指令信號(hào) （位置、速度、力矩）,反饋信號(hào) （位置、完成信號(hào)、狀態(tài)信號(hào)）,10,伺服放大器的構(gòu)成伺服放大器的構(gòu)成,伺服放大器的構(gòu)成,什么叫伺服放大器,把供給為了以如指示的旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速讓伺服機(jī)制馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的電力 （電壓、電流）的裝置稱為伺服系統(tǒng)增幅容器或伺服系統(tǒng)放大器（

5、Amplifier ），簡稱為伺服系統(tǒng)放大器,位置,電流,速度,電流 変換,伺服電機(jī),位置環(huán),速度環(huán),電流環(huán),速度 感應(yīng)器,位置 感應(yīng)器,伺服系統(tǒng)放大器基本構(gòu)成圖,11,主回路部分 整流單元（四相限電源） 逆變單元 電流傳感器 功率單元IPM和PIM之分，有集成模塊和分離IGBT 結(jié)構(gòu),伺服主回路和變頻器的最大區(qū)別是： 1、過載倍數(shù) 2、電流采樣精度,伺服與變頻的區(qū)別,12,伺服與步進(jìn)的區(qū)別,13,伺服系統(tǒng)控制,1.16 位置控制,14,位置控制 通過對(duì)移動(dòng)量（馬達(dá)旋轉(zhuǎn)數(shù)）的控制而達(dá)到任意目 標(biāo)的位置。 位置控制通常有以下兩種情況： 控制只限于最終的位置的情況。（） 控制移動(dòng)中途的路線的情況。

6、（軌跡控制、）,15,速度控制 通過對(duì)轉(zhuǎn)速控制而達(dá)到任意目標(biāo)轉(zhuǎn)速。 在速度控制時(shí)，就算馬達(dá)有負(fù)載，指令速度與實(shí)際速度差（穩(wěn)定速度偏差）為。,1.15 速度控制,輸入： 使之產(chǎn)生力矩的指令值,16,負(fù)載扭矩產(chǎn)生扭矩馬達(dá)被動(dòng)停止,負(fù)載扭矩產(chǎn)生扭矩馬達(dá)自行控制停止,負(fù)載扭矩產(chǎn)生扭矩停止,負(fù)載力矩,1.14 力矩控制,17,馬達(dá)軸,轉(zhuǎn)子（永久磁石）,定子（線圈）,剎車（可選）,感應(yīng)器,軸承,剎車,感應(yīng)器,定子,轉(zhuǎn)子,伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu),18,伺服電機(jī)的編碼器,（3）檢測裝置 數(shù)字傳感器 增量型和絕對(duì)型 碼盤刻線的差別 絕對(duì)式編碼器2的n次方道刻線，不受不受停電、干擾、速度、電氣響應(yīng)的影響的,尤其是高精度又

7、要高速的情況下，增量細(xì)分是無法滿足要求的。,絕對(duì)法（絕對(duì)）的多結(jié)構(gòu)的通道檢測直言不諱特殊代碼到磁盤 。,絕對(duì)方式,增量方式,當(dāng)光電編碼器的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)A、B兩根線都產(chǎn)生脈沖輸出,A、B兩相脈沖相差90度相位角，由此可測出光電編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)方向與電機(jī)轉(zhuǎn)速。如果A相脈沖比B相脈沖超前則光電編碼器為正轉(zhuǎn),否則為反轉(zhuǎn).Z線為零脈沖線 。,旋轉(zhuǎn)盤構(gòu)造,A,B,19,20,伺服在行業(yè)的應(yīng)用,機(jī)械加工,成型機(jī),醫(yī)療器械,一般工業(yè)設(shè)備,機(jī)器人,半導(dǎo)體設(shè)備,21,伺服系統(tǒng)之應(yīng)用 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用 同步能力，快速響應(yīng)能力，低速穩(wěn)態(tài)控制能力； 匹配NC控制器的能力，網(wǎng)絡(luò)化能力等 中高端產(chǎn)品的供應(yīng)商集中在西門子、Fanuc等

8、主要是強(qiáng)調(diào)軌跡控制和插補(bǔ)控制能力。,22,伺服系統(tǒng)之應(yīng)用 包裝印刷行業(yè)的應(yīng)用 同步控制能力，張力控制，網(wǎng)絡(luò)化能力等； 橫切功能：飛剪、追剪等； 電子凸輪功能 無軸（電子軸）傳動(dòng)技術(shù)，主要技術(shù)供應(yīng)商為德國的博世力士樂、倫茨、日本的住友和奧地利的貝加萊，國內(nèi)鮮有公司具備此能力，僅北人和松德在做無軸傳動(dòng)的研究開發(fā)。 主要是同步控制,23,多關(guān)節(jié)機(jī)器人,伺服系統(tǒng),腕軸、體軸、旋回軸等軸 使用絕對(duì)式編碼器,光診斷設(shè)備,CT、MRI等床的旋轉(zhuǎn)軸、床的 上下軸、水平軸,半導(dǎo)體設(shè)備,24,伺服系統(tǒng),軸定位、 以及搬送軸 使用多軸,25,金屬加工,伺服系統(tǒng),軸 軸 軸 軸使用,攻絲機(jī),26,自動(dòng)閘門機(jī),吸入軸 吐出軸 搬送軸 軸使用,射出軸 夾