伺服基础入门培训资料

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23AC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41.1伺服的概述来源于动词『Ｓｅｒｖｅ』；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：51.2

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61.3

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

关闭开关眼水道开关

脑：

提出要求、指示判断・指示开关的关闭水量水流目標水量信息人根据杯子的水量、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7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。8A、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。电机机械执行部件A相、B相C相、…f、nCNC插补指令脉冲频率f脉冲个数n换算脉冲环形分配变换功率放大9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。位置控制调节器速度控制调节与驱动检测与反馈单元位置控制单元速度控制单元++--电机机械执行部件CNC插补指令实际位置反馈实际速度反馈10伺服系统的基本结构負荷（球等）指令控制器ＰＬＣ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）11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12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13伺服与步进的区别特性步进电机系统伺服电机系统力矩范围中小力矩（一般在20Nm以下）小、中、大，全范围速度范围低（一般在2000RPM以下，大力矩电机小于1000RPM）高（可达6000RPM）,直流伺服电机更可达1~2万转/分控制方式主要是位置控制多样化智能化的控制方式位置/转速/转矩方式平滑性低速时有振动（但用细分型驱动器则可明显改善）好，运行平滑精度一般较低，细分型驱动时较高高（具体要看反馈装置的分辨率）矩频特性高速时，力矩下降快力矩特性好，特性较硬过载特性过载时会失步可3~10倍过载（短时）反馈方式大多数为开环控制，也可接编码器，防止失步闭环方式，编码器反馈编码器类型光电型旋转编码器（增量型/绝对值型）光电型旋转编码器,旋转变压器型响应速度一般快耐振动好一般（旋转变压器型可耐振动）温升运行温度高一般维护性基本可以免维护较好价格低较高14伺服系统控制1.16位置控制15

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：①控制只限于最终的位置的情况。（ＰＴＰ）②控制移动中途的路线的情况。（轨迹控制、ＣＰ）アンプ位置环速度环

电流环M+－脉冲列+－力矩指令偏差计数器位置感应上位机速度指令16

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「０」。速度指令Vcmd1000马达转速(min-1)2Ｖ0产生力矩速度感应放大器速度环电流环M+－速度指令（模拟量）+－力矩指令1.15速度控制输入：使之产生力矩的指令值

17放大器产生力矩力矩指令（不可控制转速）+－・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TcmdTlTVα0+－+Tps1.14

力矩控制18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19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。ＡｃｈＢｃｈＡｃｈＮｃｈ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AｃｈBｃｈ2021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22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。23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24多关节机器人伺服系统腕轴、体轴、旋回轴等６轴使用绝对式编码器Ｘ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25伺服系统ＸＹ轴定位、以及搬送轴使用多轴26金属加工伺服系统Ｘ轴Ｙ