更新時(shí)間:2024-04-01
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伺服電纜——伺服系統(tǒng)專用電纜、新型環(huán)保系列產(chǎn)品,線纜具有高柔性、耐磨、耐折、耐油、耐彎曲、抗拉、抗扭、抗干擾、抗老化等一系列的特性,使其作為連接與控制伺服系統(tǒng)的伺服專用電纜與伺服電機(jī)的運(yùn)作使用結(jié)合,大大地提高了伺服電機(jī)(控制電機(jī)、執(zhí)行電機(jī))的工作效率。
伺服驅(qū)動(dòng)器又稱為“伺服控制器"、“伺服放大器",工作原理是用來(lái)控制伺服電機(jī)的一種控制器,其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá),屬于伺服系統(tǒng)的一部分,主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位,目前是傳動(dòng)技術(shù)的產(chǎn)品。
PLC輸出的只是方波,而驅(qū)動(dòng)器輸出的是正弦波??梢岳斫獬蒔LC的脈沖是伺服驅(qū)動(dòng)器的工作指令。伺服驅(qū)動(dòng)器,可以理解成一個(gè)能滿足伺服電機(jī)工作的交流電源,它驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)時(shí)候,并不是直接把PLC的脈沖簡(jiǎn)單放大而是理解這些脈沖是做什么的,然后通過(guò)PWM方式模擬輸出正弦波來(lái)控制伺服電機(jī)工作。
一般PLC發(fā)脈沖,是PLS脈沖,就是脈寬和間隔是固定的方波,這個(gè)方波的個(gè)數(shù),可以理解成“步距",就是一個(gè)脈沖下來(lái),伺服電機(jī)要走“一步"(就是轉(zhuǎn)動(dòng)多少角度),所以脈沖方波個(gè)數(shù)越多,伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度就對(duì)于越多,所以伺服驅(qū)動(dòng)器就要輸出能讓伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)多少角度的波形了,但是伺服電機(jī)無(wú)法像步進(jìn)電機(jī)那樣來(lái)靠電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單完成了,它需要有個(gè)位置環(huán)來(lái)做閉環(huán),也就是靠編碼器的脈沖測(cè)量當(dāng)前的電機(jī)轉(zhuǎn)角變化了多少,然后再通過(guò)PID來(lái)調(diào)整輸出電壓和輸出頻率了。
也就是伺服驅(qū)動(dòng)器要把接受到的PLC脈沖和電機(jī)反饋回來(lái)的編碼器脈沖來(lái)比較(可以簡(jiǎn)單理解成相減),然后經(jīng)過(guò)PID計(jì)算后輸出一個(gè)值,再給到所謂速度環(huán)和電流環(huán),再計(jì)算,最后通過(guò)PWM手段來(lái)控制IGBT模塊,輸出一定方波來(lái)模擬正弦波控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)滿足它要轉(zhuǎn)動(dòng)到什么角度位置。從底層的角度來(lái)看,伺服驅(qū)動(dòng)器的控制和矢量變頻器的控制是差不多的。
伺服驅(qū)動(dòng)器接受控制器的控制指令,然后通過(guò)動(dòng)力線纜驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī),而伺服電機(jī)的實(shí)時(shí)位置,通過(guò)編碼器線纜反饋至伺服驅(qū)動(dòng)器,形成閉環(huán)控制。很顯然,這種模式下,伺服驅(qū)動(dòng)器僅僅上充當(dāng)了放大器的角色,這是絕大部分伺服的工作模式。
脈沖方式
上位機(jī)通過(guò)發(fā)送脈沖到伺服驅(qū)動(dòng)器,來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。在這種方式下,用脈沖頻率來(lái)控制速度,用脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制位置。同樣,伺服驅(qū)動(dòng)器也會(huì)發(fā)送脈沖數(shù),來(lái)告訴上位機(jī),伺服電機(jī)的位置和速度。
比如,我們約定伺服電機(jī)10000個(gè)脈沖旋轉(zhuǎn)一圈,那么,當(dāng)上位機(jī)發(fā)送10000個(gè)脈沖,伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈,實(shí)現(xiàn)位置控制。如果上位機(jī)在一分鐘內(nèi)發(fā)完這10000個(gè)脈沖,那么伺服電機(jī)的速度就是1r/min,如果實(shí)在一秒鐘內(nèi)發(fā)完,那么伺服電機(jī)的速度就是1r/s,也就是60r/min。
低端PLC,數(shù)控系統(tǒng),以及各種單片機(jī)系統(tǒng)一般都是采用這種模式,簡(jiǎn)單易行,成本低廉。很顯然,當(dāng)伺服軸數(shù)增加,這種控制方式的缺點(diǎn)就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái),上位機(jī)硬件成本會(huì)增加,配線會(huì)很復(fù)雜,而且現(xiàn)場(chǎng)EMC不好的話,脈沖極易丟失。所以,這種模式一般是在四軸一下,所以,大部分PLC的脈沖控制軸數(shù)都在兩軸或是三軸,極少部分PLC可以實(shí)現(xiàn)四軸。
通訊方式
通訊方式就是專門為解決脈沖方式的不足而產(chǎn)生的,已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì),他把脈沖數(shù)和脈沖頻率通過(guò)通訊的方式,發(fā)送給伺服驅(qū)動(dòng)器,這種方式不但可以傳遞伺服電機(jī)的位置信息,還能傳遞各種狀態(tài)信息,比如伺服電機(jī)的電流,扭矩以及伺服驅(qū)動(dòng)器的故障代碼等等,很顯然,當(dāng)軸數(shù)多的時(shí)候,這種方式的優(yōu)勢(shì)不言而喻。
由于運(yùn)動(dòng)控制的特殊性,所以不同的廠家都推出自己的運(yùn)動(dòng)控制總線,既有開(kāi)放的,也有封閉的。
雖然通訊的形式繁多,但他們解決的一般都是實(shí)時(shí)性問(wèn)題,因?yàn)閷?duì)于運(yùn)動(dòng)控制來(lái)說(shuō),實(shí)時(shí)性是非常重要的。從應(yīng)用開(kāi)發(fā)的角度來(lái)說(shuō),脈沖和通訊是沒(méi)有區(qū)別的,只是信號(hào)傳遞的形式發(fā)生了變化。
伺服電機(jī)可以理解為絕對(duì)服從控制信號(hào)指揮的電機(jī):在控制信號(hào)發(fā)出之前,轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng);當(dāng)控制信號(hào)發(fā)出時(shí),轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)控制信號(hào)消失時(shí),轉(zhuǎn)子能即時(shí)停轉(zhuǎn)。伺服電機(jī)是自動(dòng)控制裝置中被用作執(zhí)行元件的微特電機(jī),其功能是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。
機(jī)器人用伺服電機(jī)要求控制器與伺服之間的總線通訊速度快;伺服的精度高;另外對(duì)基礎(chǔ)材料有加工要求。特別是像機(jī)器人末端執(zhí)行器(手爪)應(yīng)采用體積、質(zhì)量盡可能小的電機(jī),尤其是要求快速響應(yīng)時(shí),伺服電動(dòng)機(jī)必須具有較高的可靠性和穩(wěn)定性,能經(jīng)受得起苛刻的運(yùn)行條件,可進(jìn)行十分頻繁的正反向和加減速運(yùn)行,并能在短時(shí)間內(nèi)承受過(guò)載。
力士樂(lè)電纜RKG4200/005,0
力士樂(lè)REXROTH電纜
材料訂貨號(hào)編號(hào) 材料型號(hào)描述
R911299435 RKG4200/000,0
R911338975 RKG4200/001,0
R911405004 RKG4200/001,2
R911399283 RKG4200/001,3
R911341665 RKG4200/001,5
R911333758 RKG4200/001,6
R911380331 RKG4200/001,7
R911392369 RKG4200/001,8
R911338976 RKG4200/002,0
R911375982 RKG4200/002,1
R911371215 RKG4200/002,2
R911371216 RKG4200/002,4
R911341666 RKG4200/002,5
R911370396 RKG4200/002,7
R911340239 RKG4200/002,9
R911338977 RKG4200/003,0
R911336966 RKG4200/003,0
R911405369 RKG4200/003,1
R911392370 RKG4200/003,2
R911405370 RKG4200/003,3
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R911399502 RKG4200/003,6
R911370437 RKG4200/003,7
R911372035 RKG4200/003,8
R911317223 RKG4200/004,0
R911382999 RKG4200/004,1
R911376574 RKG4200/004,5
R911405005 RKG4200/004,6
R911310645 RKG4200/005,0
R911404821 RKG4200/005,1
R911376575 RKG4200/005,3
R911341667 RKG4200/005,5
R911371746 RKG4200/005,8
R911336967 RKG4200/006,0
R911313036 RKG4200/006,0
R911341668 RKG4200/006,3
R911340241 RKG4200/006,5
R911382420 RKG4200/006,7
R911382419 RKG4200/006,9
R911336968 RKG4200/007,0
R911338978 RKG4200/007,0
R911392639 RKG4200/007,3
R911341669 RKG4200/007,4
R911341670 RKG4200/007,5
R911382421 RKG4200/007,6
R911338981 RKG4200/011,5
R911335941 RKG4200/012,0
R911395375 RKG4200/012,2
R911374658 RKG4200/012,5
R911338982 RKG4200/013,0
R911390926 RKG4200/013,1
R911390419 RKG4200/013,5
R911335942 RKG4200/014,0
R911390420 RKG4200/014,5
R911310647 RKG4200/015,0
R911313019 RKG4200/008,0
R911405373 RKG4200/008,3
伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的性能比較
步進(jìn)電機(jī)作為一種開(kāi)環(huán)控制的系統(tǒng),和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國(guó)內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中,步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),交流伺服電機(jī)也越來(lái)越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢(shì),運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號(hào)),但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異。現(xiàn)就二者的使用性能作一比較。
直流伺服電機(jī)可應(yīng)用在是火花機(jī)、機(jī)械手、精確的機(jī)器等??赏瑫r(shí)配置2500P/R高分析度的標(biāo)準(zhǔn)編碼器及測(cè)速器,更能加配減速箱、令機(jī)械設(shè)備帶來(lái)可靠的準(zhǔn)確性及高扭力。 調(diào)速性好,單位重量和體積下,輸出功率,大于交流電機(jī),更遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)步進(jìn)電機(jī)。多級(jí)結(jié)構(gòu)的力矩波動(dòng)小。
伺服電機(jī)在封閉的環(huán)里面使用。就是說(shuō)它隨時(shí)把信號(hào)傳給系統(tǒng),同時(shí)把系統(tǒng)給出的信號(hào)來(lái)修正自己的運(yùn)轉(zhuǎn)。
伺服電機(jī)也可用單片機(jī)控制。
步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān),一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí),一般應(yīng)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。
交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機(jī)械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能(FFT),可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn),便于系統(tǒng)調(diào)整。
交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以三洋全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例,對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn)2000線編碼器的電機(jī)而言,由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù),其脈沖當(dāng)量為360°/8000=0.045°。對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而言,驅(qū)動(dòng)器每接收131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈,即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=0.0027466°,是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。
伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī),在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機(jī),可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確。
伺服電機(jī)分類:伺服電機(jī)直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī)。
遙控(Radio Contriol)直流伺服電機(jī)是一種用于無(wú)線電控制和小型機(jī)器人,體積小、價(jià)格便宜、大量生產(chǎn)的執(zhí)行器。
其主要特點(diǎn)是,當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降,控制比較容易,體積小重量輕,輸出功率和轉(zhuǎn)矩大,方便調(diào)速。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速一般為變頻調(diào)速。在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī).是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。
有刷電機(jī)成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,控制容易,需要維護(hù),但維護(hù)方便(換碳刷),產(chǎn)生電磁干擾,對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。
無(wú)刷電機(jī)體積小,重量輕,出力大,響應(yīng)快,速度高,慣量小,轉(zhuǎn)動(dòng)平滑,力矩穩(wěn)定。控制復(fù)雜,容易實(shí)現(xiàn)智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機(jī)免維護(hù),效率很高,運(yùn)行溫度低,電磁輻射很小,長(zhǎng)壽命,可用于各種環(huán)境。
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