滿足機器人使用的伺服電機操作需要哪些條件?伺服電機的基本三種控制方式介紹,!
人們對工業(yè)機器人并不陌生。隨著社會的發(fā)展,工業(yè)機器人在我們生活中的應(yīng)用越來越廣泛,,發(fā)揮著越來越重要的作用。伺服電機作為工業(yè)機器人的核心部件,需要具備哪些條件才能滿足工業(yè)機器人的運行要求,?
首先,,快速反應(yīng)。從接收到命令信號到完成命令要求的工作狀態(tài)的時間應(yīng)縮短,。對指令信號的響應(yīng)時間越短,,伺服電機系統(tǒng)的靈敏度越高,快速響應(yīng)性能越好,。通常,,伺服電機的機電時間常數(shù)用于解釋伺服電機的快速響應(yīng)性能。

伺服電機滿足工業(yè)機器人運行的哪些條件?
二是起動轉(zhuǎn)矩慣性比大,。在驅(qū)動負載時,,要求機器人的伺服電機具有大的啟動力矩和小的轉(zhuǎn)動慣量。
第三,,由于控制特性的連續(xù)性和線性,,電機速度可以隨著控制信號的變化而不斷變化。有時,,要求速度與控制信號成比例或近似成比例,。二是調(diào)速范圍寬??稍?000~10000范圍內(nèi)使用,。當然,為了匹配機器人的形狀,,伺服電機體積小,、體積小、軸向尺寸短,。第三,能承受惡劣工況,能進行非常頻繁的正反向加減速,并能在短時間內(nèi)承受幾次過載,。
由于其高轉(zhuǎn)矩慣性比、無刷和換向火花等優(yōu)點,,在工業(yè)機器人中得到了廣泛的應(yīng)用,。為了實現(xiàn)三相永磁同步伺服電機的電流源調(diào)制(PWM)逆變器和電流環(huán)為內(nèi)環(huán)、速度環(huán)為外環(huán)的多閉環(huán)控制系統(tǒng),,一般采用電流源脈寬調(diào)制(PWM)逆變器,。
只有有好的零件,機器才能發(fā)揮作用,。因此,,選擇好的伺服電機也是標準,。
伺服電機的基本三種控制方式?
伺服系統(tǒng)又稱隨動系統(tǒng),,是用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng),。伺服系統(tǒng)使物體的位置、方位,、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控制系統(tǒng),。
伺服主要靠脈沖來定位,基本上可以這樣理解,,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度,,從而實現(xiàn)位移,,因為,伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能,,所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度,,都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖,這樣,,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應(yīng),,或者叫閉環(huán),如此一來,,系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機,,同時又收了多少脈沖回來,這樣,,就能夠很精確的控制電機的轉(zhuǎn)動,,從而實現(xiàn)精確的定位。
簡單介紹了一下伺服電機的工作原理,,接著看看它的三種控制方式:
1,、位置模式
2、轉(zhuǎn)矩模式
3,、速度模式
下面,,就來依序看一下伺服電機的這三種控制方式到底是怎么回事。
1,、位置模式
看這個名字,,就能猜到個大概了,說白了就是對位置要求比較高,,比如直線伺服模組這種機構(gòu),,需要滑動機構(gòu)停止準確,就用這種模式,,說到這里,,咱們順帶來看一下滾珠絲桿式模組的組成
自動化中應(yīng)用的基本都是這種模式,還有就是,在位置模式下,,PLC一般都是以通過發(fā)送脈沖給驅(qū)動器的方式,,來控制伺服系統(tǒng)。
那這種模式下,,PLC又是怎么控制伺服電機的呢:通過發(fā)送的脈沖的頻率,,來確定轉(zhuǎn)動速度的大小,;通過發(fā)送脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度,;當然也有些伺服系統(tǒng),PLC可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值,。
由于位置模式對速度和位置都有很嚴格的控制,,所以一般應(yīng)用于需要精確定位的裝置,比如像上面說的直線模組,,還有數(shù)控機床,,印刷機械等等,可以說這種模式是應(yīng)用最廣的,。
2,、轉(zhuǎn)矩模式
一般來說,應(yīng)用轉(zhuǎn)矩模式,,都是對電機的速度,、位置沒有什么要求,只需要輸出一個恒轉(zhuǎn)矩,,就像我剛才的那種使用工況,。
和位置模式不同的是,轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接對地址的賦值來設(shè)定電機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩,,比如說:伺服系統(tǒng)中,,如果10V對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩是5N·m,那么外部輸入模擬量設(shè)置為5V時,,電機輸出轉(zhuǎn)矩就是2.5N·m,。
這時,如果電機軸負載小于2.5N·m時,,電機就會正轉(zhuǎn),;負載大于2.5N·m時,電機會跟著負載方向轉(zhuǎn)動,;當然負載等于2.5N·m時,,電機就不轉(zhuǎn)。
這種控制模式咱們使用的不是很多,,一般都是應(yīng)用在對材質(zhì)的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中,,例如饒線裝置或拉光纖設(shè)備,,轉(zhuǎn)矩的設(shè)定要根據(jù)纏繞的半徑的變化,隨時更改以確保材質(zhì)的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變,。
當然,,如果有其他場合用到了這種控制模式,也歡迎大家在評論區(qū)補充,。
3,、速度模式
在這種模式下,控制伺服電機的轉(zhuǎn)動速度有兩種方式:
1,、外部對驅(qū)動器發(fā)送脈沖的頻率
就是通過上位機(比如PLC),,對伺服驅(qū)動器發(fā)送的脈沖頻率,來控制伺服電機的旋轉(zhuǎn)速度,,這種方式和位置模式是一樣的,。
2、通過模擬量的輸入
這個方式和轉(zhuǎn)矩模式差不多,,0-10V分別對應(yīng)的不同速度,外部輸入模擬量設(shè)定為不同的電壓時,,伺服電機就會輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)速,。
在速度模式下,伺服系統(tǒng)本身沒辦法做定位,,如果想要實現(xiàn)定位功能,,需要將電機的位置信號或者是負載的位置信號反饋給上位機,然后再由上位機進行運算控制,,說白了就是:需要另外檢測電機或者負載的位置,。
位置模式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號,此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉(zhuǎn)速,,位置信號就由最終負載端的檢測裝置來提供了