伺服電機精準(zhǔn)控制離不開編碼器,,編碼器如何控制伺服的三個方法,?
現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)多采用自動化的方式,,自動化生產(chǎn)線需要PLC等控制器的控制,,也需要有執(zhí)行機構(gòu)來實踐執(zhí)行,??刂破髑懊嬉呀?jīng)說了,,主要就是PLC這個可編程邏輯控制器,。至于執(zhí)行結(jié)構(gòu),就是運動電機的各類衍生產(chǎn)品,,比如機械臂,、傳送帶,、AGV車等等。那同樣都是運動電機,,為啥伺服電機就比步進(jìn)電機貴呢?因為人家控制的精準(zhǔn)度高,。那為啥伺服的控制精度高,?簡單的來說說,。
伺服電機是一種工控執(zhí)行機構(gòu),,一般由運動電機,、驅(qū)動器以及編碼器共同組成,下面說說它的工作原理,,讓大家了解下憑什么它被控制的那么精準(zhǔn)。
伺服電機主要靠脈沖來定位,,同時它自己也具備發(fā)出脈沖的功能,,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,,伺服電機接受的脈沖和發(fā)出的脈沖形成呼應(yīng)閉環(huán),,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,,從而實現(xiàn)了電機精確的定位,,甚至能可以達(dá)到0.001mm,。
伺服電機的結(jié)構(gòu)主要包括三個部分:永磁同步電機,、驅(qū)動器以及編碼器,。當(dāng)PLC通過通訊總線將指令信息傳遞給驅(qū)動器后,,驅(qū)動器會發(fā)出脈沖信號驅(qū)動永磁電機進(jìn)行運動。這時,,電機一邊運轉(zhuǎn)一邊也會發(fā)出一個脈沖,。伺服編碼器對照兩個脈沖,,如果不一致,,那就進(jìn)行修正,直至它們一樣為止,。通過編碼器的修正,,實現(xiàn)了伺服的閉環(huán)控制,,如果精度不高,,那才有問題,。
實現(xiàn)電機閉環(huán)控制的關(guān)鍵是編碼器,,現(xiàn)在主要有光電編碼器和磁電編碼器兩大類,,光電編碼器因其每一個位置絕對唯一,、抗干擾,、無需掉電記憶,,已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長度測量和定位控制,,我們家的一體式交流伺服就采用了23位多圈絕對值光電編碼器,,控制精度非常高,。
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編碼器如何控制伺服的三個方法,?
方法一,、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,,可以達(dá)到0.001mm,。 直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低,,結(jié)構(gòu)簡單,,啟動轉(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,,對環(huán)境有要求,。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。無刷電機體積小,,重量輕,,出力大,響應(yīng)快,,速度高,,慣量小,轉(zhuǎn)動平滑,,力矩穩(wěn)定,。控制復(fù)雜,,容易實現(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,。電機免維護(hù),,效率很高,,運行溫度低,,電磁輻射很小,,長壽命,,可用于各種環(huán)境,。
方法二、交流伺服電機也是無刷電機,,分為同步和異步電機,,目前運動控制中一般都用同步電機,,它的功率范圍大,可以做到很大的功率,。大慣量,,最高轉(zhuǎn)動速度低,,且隨著功率增大而快速降低,。適合做低速平穩(wěn)運行的應(yīng)用,。
方法三,、伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,,驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,,轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動,同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器,,驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線數(shù)),。