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廣州市南調(diào)機(jī)電設(shè)備有限公司維修自動(dòng)化設(shè)備上的各品牌伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、變頻器、電路板、PLC、伺服馬達(dá)、各行業(yè)精密測(cè)控儀器電路板等電子產(chǎn)品,我們以“降低客戶生產(chǎn)成本”為宗旨,立足于工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備電子線路板維修、開(kāi)發(fā)和工業(yè)自動(dòng)化工程技術(shù)服務(wù)為中心。主要產(chǎn)品:伺服驅(qū)動(dòng)器、工控主板、變頻器、電路板、PLC、伺服馬達(dá)、各行業(yè)精密測(cè)控儀器電路板等電子產(chǎn)品.
伺服器原理結(jié)構(gòu)詳細(xì)講解
伺服電機(jī)的工作原理:
伺服電機(jī)是一個(gè)典型閉環(huán)反饋系統(tǒng),減速齒輪組由電機(jī)驅(qū)動(dòng),其終端(輸出端)帶動(dòng)一個(gè)線性的比例電位器作位置檢測(cè),該電位器把轉(zhuǎn)角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為一比例電壓反饋給控制線路板,控制線路板將其與輸入的控制脈沖信號(hào)比較,產(chǎn)生糾正脈沖,并驅(qū)動(dòng)電機(jī)正向或反向地轉(zhuǎn)動(dòng),使齒輪組的輸出位置與期望值相符,令糾正脈沖趨于為0,從而達(dá)到使伺服電機(jī)的目的。
伺服電機(jī)的控制:
標(biāo)準(zhǔn)的伺服電機(jī)有三條控制線,分別為:電源、地線及控制。電源線與地線用于提供內(nèi)部的電機(jī)及控制線路所需的能源,電壓通常介于4V—6V之間,該電源應(yīng)盡可能與處理系統(tǒng)的電源隔離(因?yàn)樗欧姍C(jī)會(huì)產(chǎn)生噪音)。甚至小伺服電機(jī)在重負(fù)載時(shí)也會(huì)拉低放大器的電壓,所以整個(gè)系統(tǒng)的電源供應(yīng)的比例必須合理。輸入一個(gè)周期性的正向脈沖信號(hào),這個(gè)周期性脈沖信號(hào)的高電平時(shí)間通常在1ms—2ms之間,而低電平時(shí)間應(yīng)在5ms到20ms之間。
南調(diào)機(jī)電——為什么還有驅(qū)控一體的說(shuō)法?
1) 驅(qū)控一體主要是硬件技術(shù), 減少一個(gè)殼子, 說(shuō)明做控制器的廠家和驅(qū)動(dòng)器的廠家關(guān)系好, "集成度高",
2) 實(shí)際的驅(qū)控一體的產(chǎn)品除了幾個(gè)很大的公司, 其他的在散熱布局上都做的不如非驅(qū)控一體的好, 主要是兩個(gè)部件的團(tuán)隊(duì)(即使是一個(gè)公司內(nèi)部的兩個(gè)部門), 在細(xì)節(jié)整合上還是有差別. 驅(qū)動(dòng)器的散熱量遠(yuǎn)大于主控, 主控的芯片和元器件選型往往要更嬌氣一些, 所以可靠性不是一個(gè)量級(jí).
3) 驅(qū)控一體在通信上并非優(yōu), 主要就是線的長(zhǎng)度上, 驅(qū)控一體了之后, 驅(qū)動(dòng)板到電機(jī)的線就要更長(zhǎng), 而這個(gè)部分是強(qiáng)電線路, 主控到驅(qū)動(dòng)是弱電線路. 從整個(gè)系統(tǒng)上說(shuō), 分布式驅(qū)動(dòng)是與驅(qū)控一體相反的另一個(gè)方向, 各有千秋. (分布式驅(qū)動(dòng), 布局, 小功率自然風(fēng)冷沒(méi)問(wèn)題, 驅(qū)動(dòng)板隔振難一點(diǎn))
4) 驅(qū)控一體,在軟件上的概念是, 主控可以幾乎接管驅(qū)動(dòng)器的所有接口. 這個(gè)主要是驅(qū)動(dòng)器廠商的實(shí)力和胸懷問(wèn)題.
實(shí)力是, 驅(qū)動(dòng)器廠商能否做到, 主控要啥給啥, 要多少給多少.
胸懷是, 驅(qū)動(dòng)器廠商能否做到, 主控要啥給啥, 要多少給多少.
如果驅(qū)動(dòng)器廠商能做到, 那么就看主控廠商的架構(gòu)師的水平, 知道自己要啥, 要多少.
通常三閉環(huán)獨(dú)立給定, 三閉環(huán)的組合給定, 實(shí)時(shí)給定值, 跟蹤給定曲線, 脫機(jī)事前腳本給定, 這些要求都是看起來(lái)容易, 實(shí)際不容易的.
至于中提到的, 驅(qū)動(dòng)器的大數(shù)據(jù), 現(xiàn)在還是概念多于實(shí)現(xiàn). 但這個(gè)地方真的是出和出成績(jī)的地方
關(guān)于驅(qū)控一體, 還是盡量解耦驅(qū)控分離, 還是分布式驅(qū)動(dòng), 還是驅(qū)動(dòng)與電機(jī)結(jié)合形成一體化關(guān)節(jié), 不同的技術(shù)路線, 在理論上都可行, 在實(shí)踐上, 成本和可靠性才是真正的決定力量.
南調(diào)機(jī)電——是不是“驅(qū)控一體”所謂的“控”其實(shí)是指的更加上層的軌跡規(guī)劃或其他與應(yīng)用相關(guān)的控制?
是的,工業(yè)機(jī)器人用的驅(qū)動(dòng)一體中的“控”主要指上層的規(guī)劃和控制。對(duì)于通用伺服驅(qū)動(dòng)器而言,三環(huán)確實(shí)是在驅(qū)動(dòng)器上實(shí)現(xiàn)的,這個(gè)沒(méi)有疑問(wèn)。
驅(qū)控一體主要指的是軟件一體,而不是硬件一體。
出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題的原因,是國(guó)內(nèi)日益增長(zhǎng)的工業(yè)機(jī)器人需求和國(guó)內(nèi)/國(guó)外機(jī)器人研發(fā)水平不平衡不充分發(fā)展之間的矛盾。。。
在成熟廠家眼里很平常的產(chǎn)品設(shè)計(jì),套用在國(guó)內(nèi)不一樣的架構(gòu)上,就會(huì)產(chǎn)生概念上的混淆。
鑒于運(yùn)動(dòng)控制器和伺服系統(tǒng)在各行各業(yè)應(yīng)用的范圍實(shí)在太廣,存在很多不同版本的名詞和定義,因此我們需要首先約定一下國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人廠商對(duì)“驅(qū)”和“控”用的較多的含義:
國(guó)產(chǎn)主流控制方案幾乎所有的國(guó)產(chǎn)機(jī)器人都是用了獨(dú)立控制系統(tǒng)和獨(dú)立通用伺服驅(qū)動(dòng)器的方案,控制系統(tǒng)和伺服之間使用脈沖或者總線通信。
這種方案的優(yōu)缺點(diǎn)都非常明顯:
優(yōu)點(diǎn):可充分利用成熟的貨架零部件,可快速設(shè)計(jì)生產(chǎn)出基本可用的機(jī)器人產(chǎn)品;
缺點(diǎn):對(duì)于通用的伺服驅(qū)動(dòng)器來(lái)講,基于PID控制的方式對(duì)于工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)這樣一個(gè)時(shí)變非線性的被控對(duì)象控制效果不佳;對(duì)于控制器來(lái)講,也很難直接獲取關(guān)節(jié)的各種狀態(tài)來(lái)優(yōu)化控制策略,從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)的機(jī)器人控制(使用帶有伺服總線的驅(qū)動(dòng)器可以很大程度改善這種情況,但是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠)。
南調(diào)機(jī)電——在很多領(lǐng)域都需要使用各種各樣的電機(jī),其中就包括聲譽(yù)好的步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)。然而對(duì)于很多用戶來(lái)說(shuō)并不了解這兩種電機(jī)的主要區(qū)別在哪里,所以總是不知道如何抉擇。
那么究竟步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)的不同之處主要表現(xiàn)在哪里呢?
1、控制精度和過(guò)載能力不同
由于步進(jìn)電機(jī)的精度一般是通過(guò)步距角的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的,步距角有多種不同的細(xì)分檔位,可以實(shí)現(xiàn)控制。而交流伺服電機(jī)的控制精度是由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證的,因此兩者的控制精度不同。步進(jìn)電機(jī)一般沒(méi)有過(guò)載能力,而交流伺服電機(jī)的過(guò)載能力卻較強(qiáng)。
2、低頻特性和矩頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候容易出現(xiàn)低頻振動(dòng),所以當(dāng)步進(jìn)電機(jī)在低速工作時(shí)候,通常還需采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象,比如在電機(jī)上加阻尼器或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。而伺服電機(jī)則沒(méi)有這種現(xiàn)象的發(fā)生。另外不點(diǎn)擊按鍵的輸出力矩會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的升高而下降,而伺服電機(jī)則是恒力矩輸出的,兩者的矩頻特性也有所不同。
3、運(yùn)行性能
品質(zhì)保證的步進(jìn)電機(jī)是開(kāi)環(huán)控制,在啟動(dòng)頻率過(guò)稿或者負(fù)載過(guò)大的情況下可能會(huì)出現(xiàn)失步或堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象,所以使用時(shí)候需要處理好速度問(wèn)題。而伺服電機(jī)采用的是閉環(huán)控制,更容易控制。
綜上所述,步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)無(wú)論是從控制精度和過(guò)載能力,以及從低頻特性和矩頻特性與運(yùn)行性能方面來(lái)說(shuō)都存在有較大的不同之處。所以很明顯兩者各有優(yōu)勢(shì),用戶如果想要從中做出選擇就需要結(jié)合兩者的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)和自身的實(shí)際需要進(jìn)行定奪。