伺服教程

Z马达停止中利用位置反馈将目前的位置以电气以电气刹车(servo clamp)保持
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伺服电机简介
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伺服电机简介 AC伺服马达的结构图
繞線
鐵心
slot
磁鐵
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伺服电机简介 AC伺服马达的结构原理 结构原理 旋转原理
定子线圈 叠压硅钢片 转子
转子磁铁
定子线圈
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应用部位
加工物Table 各手臂,焊枪把持部位置 控制 排线控制,卷线控制 Wire曲线位置控制 晶片Table位置定位 Chip Table位置定位 Table位置定位
高频度位置定位
半导体制造装 缩小投影露光 备 装置 半导体制造装 SMT 备 插件机 电子零件安装 Chip monunt 插件机 机器
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伺服电机简介
SGMPH
系列特点
y 6种 : 100W — 1.5KW y连续转矩从 0.318-4.77 N•m y瞬时最大转矩从 0.96-14.3 N•m y额定转速3000 rpm /最高转速 5000 rpm y搭配串行编码器 2048 Pulse/Rev (13 bit) y环境保护 IP65 (标准) y OPTION 封闭转子(IP67),24/90VDC煞車,绝对值型编码器,减速机 应用场合: SMT,印刷电路板的开孔机,机械手臂,搬运机械，食品加工机
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伺服电机简介
SGMSH系列特点
y 高功率伺服马达 y 6种 : 1.0KW — 5.0KW y连续转矩从 3.18-15.8 N•m y瞬时最大转矩从 9.54-47.6 N•m y额定转速3000 rpm /最高转速 5000 rpm y搭配串行编码器 32768 Pulse/Rev (17 bit) y环境保护 IP67 (标准) y OPTION ,24/90VDC煞車,绝对值编码器,减速机,油封 应用场合: SMT,印刷电路板的开孔机,工具机械的送料轴，食品加工机，封口机
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伺服电机简介
SGMAH 系列特点
y 小型高功率伺服马达 y 6种 : 30瓦 ~ 750瓦 y 连续转矩从 0.095-2.39 N•m y 瞬时最大转矩从 0.29-7.1 N•m y额定转速3000 rpm /最高转速 5000 rpm y 搭配串行编码器 2048 Pulse/Rev (13 bit) y 环境保护 IP55 (标准) y 功率响应率↑85kW/sec y OPTION 24/90VDC煞車, 绝对值型编码器,减速机,油封 应用场合: SMT,印刷电路板的开孔机,弹簧机,搬运机械，食品加工机
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伺服应用的目的：控制机械的运转 运转 位置为目的的移动 １）连续曲线运转 ２）高精度位置定位运转 ３）高精度位置定位运转
速度为目的的移动
１） 高平稳运转 ２） 同步运转 ３） 相位同步运转
转矩控制的运转
大出力要求运转
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应用位置控制
应用点 连续曲线运转 应用分类 工具机 机器人 其他 高精度位置定位 工具机 机械名称 综合加工机, 旋盘 电弧熔接机器 人 绕线机 放電加工機
× 100（％）＝ × 100（％） （通电时间）＋（休止时间） ｔ１＋ｔ２
ｔ１
t1
t2
１周期的时间在１０分钟以內
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绝缘等级
绝缘种类 A E
B
最高容許溫度 (℃) 105 120 130 155 180 180以上
F H C
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振动等级
振动位置
Ｖ１５： 額定速度旋转时、全振幅１５μ以下
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大出力要求的转动
应用点 转矩 应用分类 工具机 成型机 大出力 成型机 机械名称 专用工具机 旋盘 全电式射出成 型机 全电式射出成 型机
应用部位
突然停止时转矩控制 射出，合模时转矩控 制 给料,射出,合模, 顶出
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机械手臂
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送料机
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馬達 V型槽
彈性体
ＪＥＣ－３７
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（保护等级---ＩＥＣ５２９国际电气标准会议(International Electrotechnical Commission)規格 ＩＰ－○○
第1位数
避免固体 异物进入
等級
保護程度
防止粉尘进入内部
粉尘无法进入内部
第2位数
避免因水侵入
喷射 强力灌水 短时侵入水中
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相同 意思
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透过检测装置 ( 编码器），时时刻刻的监督伺服马 达是否依照所输入的指令移动。
伺服马达之特长： 1.由于转子惯量较小、可达成急加速、急减速、急停等要求。 2.马达小型化 3.具备更精密的位置及速度控制功能。 4 .伺服马达全封闭，免维护。
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伺服电机简介 DC 伺服马达与AC 伺服马达之比较 DC伺服马达 1、须定期保养 2、驱动器设计较为容易 3、使用寿命较短 4、噪音较大 5、响应较差 6、激活转矩为额定扭矩 AC伺服马达 1、不须定期保养 2、驱动器设计较为复杂 3、使用寿命长 4、噪音小 5、响应快 6、激活转矩为三倍额定扭矩
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说
明
出力＝转矩 ×转速（ｒａｄ／ｓ）
旋转速度－转矩特性(参考) 转矩＝转矩常数 ×电流
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连续使用最大转矩 额定速度
5000 4000
瞬时最大转矩
间歇运转领域
马达RMS转矩在连续使用范围内,即使短时 间在此范围内时也允许.
速度 (R／min)
3000 2000 1000
连续使用范围
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应用速度控制
应用点 高平稳运转 应用分类 工具机 机械名称 研磨机，旋盘
应用部位
刀具移动
半导体制造装 置 事务机器 打印机,影印机 同步运转 定寸裁断机 半导体制造装 置 相位同步运转 印刷机械 凹版印刷机 送纸与羅拉的相位同步 运转
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Rotary Cutter
制品与切刀同步运转
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No
Yes 选用位置控制
○
○
g.利用上位控制器以通讯方式 传送位置资料.
No
Yes 选用通讯机能
○
h.速度․转矩․位置控制在同一 Servo pack可切换控制.
Yes 使用速度/转矩/位置 指令切换
○
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伺服电机简介 如何选定伺服马达 1、负载扭力 ◎加速扭力≦马达最大扭力 ◎连续实效负载扭力≦马达额定扭力 ◎消耗回生电力＜驱动器内回生容量 ◎负载扭力＜马达额定扭力 2、负载惯性矩＜3～5倍马达转子惯性矩 3、最大移动速度＜马达最大转速 4、负载率在85﹪以下
安全使用领域 RMS转矩必须在此范围内
Stall转矩
0 2 4
轉矩 (Nm)
ห้องสมุดไป่ตู้
6
8
速度为0时的最大转矩 （绝对最大转矩）
SGMAH-08A
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％ＥＤ与时间（额定） 连续额定：连续 短时间额定：５分、１５分、３０分、１小时 反复额定：１５％、２５％、４０％、６０％ＥＤ
（通电时间） %ED＝
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位置控制 ․․․依据脉冲指令控制马达的旋转角度（位置）及旋转速度（移动速度)
X马达旋转角度（位置）由输入的脉冲指令数来决定。
输入指令脉冲数=位置反馈脉冲数=(PG 脉冲数/转)X(马达旋转量)
Y马达旋转速度(移动速度)由输入的脉冲频率来决定
输入指令脉冲数=位置反馈脉冲数==(PG 脉冲数/转)X(马达旋转速度)
持续侵入水中
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负载变化所引起的速度变化率
空载转速 － 满载时的转速 速度变化率＝ 额定转速
额定旋转速度 NR
×１００（％）
在此旋转速度时将满载负 载加入时仅产生ΔN变化。
速度变化率＝
ΔN
ΔN ×１００（％） NR
因此此时的变化率为 （ΔN／N）×１００％。
N ΔN
负载 １００％
C相信號SLIT
<輸出波形>
刻度盤曲線
旋转方向的判别的原理
增量編碼器原理圖
例： 以B相做基准 B相On时A相上升沿建立时右 (正) 转。 B相Off时A相上升沿建立时左 (反) 转。
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伺服马达的规格（ ＳＧＭＡＨ 系列 额定旋转速度 3000 min-１ 200W例） X 一般規格 工作制 ： 连续 环境温度 ： ０℃～４０℃ 环境湿度 ： ２０％～８０％ （无凝露） 励磁方式 ： 永久磁铁 连接方式 ： 直结 安装方式 ： 法兰型 涂装色 : Mansel Ｎ１．５
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型式 系列
速度/转矩控制形 位置位置控制形
通讯控制形
速度/转矩/位置控制 (3机1体)形
SGDE-
S SGDES SGDLS SGDA-
P SGDP SGDBP
H AN
SGDB-
AD
Σ-1
SGDLSGDA-
SGDH-
E
SGDMSGDH-
ADA E
Σ-2
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伺服电机简介
伺服 伺 服 （ Servo） 源 自 拉 丁 文 的 SERVUS( 英 文 的 slave: 奴 隶 ) 和 英 文 「 Servant」 或 「Sleeve」，即指『马达能够依据命令、忠实的移动』。忠实按照主人的命令,奴隶任 务的机构。 1934年H.L.Hazen 命名为伺服机构, 为此名词的起源。 伺服定义 正确的说法指伺服机构或伺服装置为自动控制一分界。 「以物体的位置、方位、姿势等做为控制量、追从将目标值任意变 化所构成的控制系统」。 伺服 伺服机构 伺服裝置 伺服控制系統
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SGMGH系列特点
y 8种 : 450W — 15KW y连续转矩从 2.84-95.4 N•m y瞬时最大转矩从 8.92-221 N•m y额定转速1500 rpm /最高转速 3000 rpm y搭配串行编码器 32768 Pulse/Rev (17 bit) y 环境保护 IP67 (标准) y OPTION 24/90VDC煞車,绝对值编码器,减速机,油封，副刹车 应用场合: 工具机,搬运机械,食品加工机械,弹簧机,封口机，组合机床
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伺服电机简介
伺服马达分类：伺服马达大致分为 DC伺服马达 AC伺服马达
1、线圈会旋转 2、定子为永久磁铁 3、有碳刷及整流子
1、定子为线圈 2、转子为永久磁铁 3、有碳刷及整流子
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转矩控制：控制流过马达的电流即控制马达产生的转矩
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速度控制 ․․․ 以对应的速度指令电压实现无级调速
副刹车 能源 / 刹车 连 接 反馈 连接 定子 外盖 (x2) 线圈
轴 编码器组装
滚珠轴承 (x2)
旋转中
钕铁硼转子磁铁
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增量型编码器原理
＊ 利用刻有90度相位差A相B相２相缝隙转盘。 ＊ 根据此转盘检出旋转量及旋转方向。
A相信號SLIT LED發光原件 旋轉盤 B相信號SLIT 受光原件 軸 固定SLIT
适用Servo pack
位置 控制形 通讯 控制形 速度/转矩/位置 控制(3机1体)形
a.须可变速运转. b.上位控制器无提供位置控制回路.
No
○
○
c.须张力控制. d..
No
Yes 使用转矩指令
○
○
e.须可变转速及张力控制切换控制.
No
Yes 使用速度/转矩指令
○
○
f.以Pulse输入直接作为位置指令.
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频率响应
輸入 輸入
速度指令输入端子 Servo Pack 马达
马达旋转速度
輸出
速度指令电压 马达旋转速度
Gain＝Eｏ／Ei
相位延遲＝Φ 增益比例（１／
2）
＝－３ｄｂ时的频率称为响应 频率。 ΣⅡ响应频率为４００ＨＺ
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Servo pack 形式选定
No 速度/转矩 控制形 Yes 使用速度指令
绝缘等级 ： Ｂ种 抗震等级 ： Ｖ１５ 绝缘耐压 ： ＡＣ５００Ｖ 绝缘阻抗 ： ＤＣ５００Ｖ （１０ＭΩ以上） 结构保护 ： 全闭、自冷 ＩＰ５５ （轴贯通部除外）
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額定（连续运转可能值---即使连续运转也不超过规定温度以上）
项目 额定输出 额定转矩 瞬时最大转矩 额定电流 额定转速 最高转速 转矩常数 转子惯量 额定功率响应率 额定角加速度 机械时间常数 电气时间常数 允许负载惯量 单位 ｋＷ Ｎ-ｍ Ｎ-ｍ Ａ(rms) min-1 mm-1 Ｎ-ｍ／Ａ(rms) kg-m2×10-4 ｋW／S ｒａｄ／S2 ｍｓ ｍｓ 倍 数值 200 0.637 1.91 2.1 3,000 5,000 0.327 0.106 38.2 60 0.39 4.6 30 单位时间马达输出 以额定转矩加速时的数值 马达本体,定电压加上时 马达锁住,定电压加上时 转子惯性转矩比