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伺服培训资料,1,2,ac 伺服机制系统,伺服系统的分类,伺服的概述,伺服系统的基本构成,伺服的工作原理,伺服的控制方式,伺服的应用,课程大纲,3,1.1 伺服的概述,来源于动词；服从、服务。 根据目标值的指令,迅速地自动作出动作反映的电机。,伺服系统也可以称谓是伺服机构。 省略“机构”和“机械装置”来看，伺服系统是有目的自行控制。 所谓控制，是指按照目的运行。也就是不由人手带动某些装置，而是自己按照设定目的来控制对象。,什么是伺服,实物：,4,1.2 什么叫自动控制？,自动控制的三种举例:,处理连续变化的对象，如温度、圧力、流量。如将维持水位等数值作为控制对象。 通过电压和频率控制电线、纸和软片的张力、以及将水车和涡轮机的转速等保持到一定值作为控制对象。 工作母机的刀台送行和机器人的运作、以及其他很多行业那样将机械的控制、物体的机械式的位置作为控制对象。,处理控制,自动调整,伺服系统,5,1.3 什么叫伺服系统？,生活中自动控制的例子,水量（少、一半、7成程度、 全满） 需要时间（需要点時間；快点；慢慢地）,这个时候的人行动 扭开关 监视水龙头的水流 调节开关的大小 监视杯子里的水流 当目标水量接近时 关闭开关,人根据杯子的水量、无意识地思考需要时间。,指示：手（肌肉）指挥,广州朗豪自动化科技,6,伺服系统的分类,从系统组成元件的性质来看: 有电气伺服系统、液压伺服系统和电气-液压伺服系统及电气-电气伺服系统等 从系统输出量的物理性质来看: 有速度或加速度伺服系统和位置伺服系统等 从系统中所包含的元件特性和信号作用特点来看: 有模拟式伺服系统和数字式伺服系统 从系统的结构特点来看: 有单回伺服系统、多回伺服系统和开环伺服系统、闭环伺服系统。,7,a、开环-即无位置反馈的系统 其驱动元件主要是功率步进电机或液压脉冲马达。 它的结构简单、易于控制，但缺点是精度差，低速不平稳，扭矩小。 一般用于轻载负载变化不大或经济型数控机床上。,b、闭环-误差控制随动随动系统 数控机床进给系统的误差，是cnc输出的位置指令和机床工作台实际位置的差值。 主要由执行元件、检测单元、比较环节、驱动电路和机床5部分组成。,8,半闭环伺服系统 半闭环伺服系统的位置采样点如图所示，是从驱动装置(常用伺服电机)或丝杠引出，采样旋转角度进行检测，不是直接检测运动部件的实际位置。,9,伺服系统的基本结构,負荷 （球等）,指令,控制器 等,感应器数据 (位置,状態）,駆動 （伺服马达）,控制 （伺服放大器）,反馈器（感应器）,伺服马达,指令信号 （位置、速度、力矩）,反馈信号 （位置、完成信号、状態信号）,10,伺服放大器的构成伺服放大器的构成,伺服放大器的构成,什么叫伺服放大器,把供给为了以如指示的旋转角和转速让伺服机制马达旋转的电力 （电压、电流）的装置称为伺服系统增幅容器或伺服系统放大器（amplifier ），简称为伺服系统放大器,位置,電流,速度,电流 変換,伺服电机,位置环,速度环,電流环,速度 感应器,位置 感应器,伺服系统放大器基本构成图,11,主回路部分 整流单元（四相限电源） 逆变单元 电流传感器 功率单元ipm和pim之分，有集成模块和分离igbt 结构,伺服主回路和变频器的最大区别是： 1、过载倍数 2、电流采样精度,伺服与变频的区别,12,伺服与步进的区别,13,伺服系统控制,1.16 位置控制,14,位置控制 通过对移动量（马达旋转数）的控制而达到任意目 标的位置。 位置控制通常有以下两种情况： 控制只限于最终的位置的情况。（） 控制移动中途的路线的情况。（轨迹控制、）,15,速度控制 通过对转速控制而达到任意目标转速。 在速度控制时，就算马达有负载，指令速度与实际速度差（稳定速度偏差）为。,1.15 速度控制,输入： 使之产生力矩的指令值,16,负载扭矩产生扭矩马达被动停止,负载扭矩产生扭矩马达自行控制停止,负载扭矩产生扭矩停止,负载力矩,1.14 力矩控制,17,马达轴,转子（永久磁石）,定子（线圈）,刹车（可选）,感应器,轴承,刹车,感应器,定子,转子,伺服电机的结构,18,伺服电机的编码器,（3）检测装置 数字传感器 增量型和绝对型 码盘刻线的差别 绝对式编码器2的n次方道刻线，不受不受停电、干扰、速度、电气响应的影响的,尤其是高精度又要高速的情况下，增量细分是无法满足要求的。,绝对法（绝对）的多结构的通道检测直言不讳特殊代码到磁盘 。,绝对方式,增量方式,当光电编码器的轴转动时a、b两根线都产生脉冲输出,a、b两相脉冲相差90度相位角，由此可测出光电编码器转动方向与电机转速。如果a相脉冲比b相脉冲超前则光电编码器为正转,否则为反转.z线为零脉冲线 。,旋转盘构造,a,b,19,20,伺服在行业的应用,机械加工,成型机,医疗器械,一般工业设备,机器人,半导体设备,21,伺服系统之应用 数控机床的应用 同步能力，快速响应能力，低速稳态控制能力； 匹配nc控制器的能力，网络化能力等 中高端产品的供应商集中在西门子、fanuc等 主要是强调轨迹控制和插补控制能力。,22,伺服系统之应用 包装印刷行业的应用 同步控制能力，张力控制，网络化能力等； 横切功能：飞剪、追剪等； 电子凸轮功能 无轴（电子轴）传动技术，主要技术供应商为德国的博世力士乐、伦茨、日本的住友和奥地利的贝加莱，国内鲜有公司具备此能力，仅北人和松德在做无轴传动的研究开发。 主要是同步控制,23,多关节机器人,伺服系统,腕轴、体轴、旋回轴等轴 使用绝对式编码器,光诊断设备,ct、mri等床的旋转轴、床的 上下轴、水平轴,半导体设备,24,伺服系统,轴定位、 以及搬送轴 使用多轴,25,金属加工,伺服系统,轴 轴 轴 轴使用,攻丝机,26,自动闸门机,吸入轴 吐出轴 搬送轴 轴使用,射出轴 夹