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      機(jī)械工程師必知的三種直線模組+伺服電機(jī)的控制方式

      發(fā)布時(shí)間:2018-11-22 點(diǎn)擊次數(shù):2674

      直線模組+伺服電機(jī)速度控制和轉(zhuǎn)矩控制都是用模擬量來控制,位置控制是通過發(fā)脈沖來控制。詳細(xì)具體的想采用什么樣的控制方式要按照客戶的實(shí)際需求和功能來選型。

      那么直線模組配伺服電機(jī)的三種控制方式是什么呢?

       

      列舉:您對(duì)電機(jī)的速度、位置都沒有要求,只要輸出一個(gè)恒轉(zhuǎn)矩,那么就是用轉(zhuǎn)矩模式。

      如果對(duì)位置和速度有一定的精度要求,而對(duì)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩不是很關(guān)心,用速度或位置模式相對(duì)來說比較實(shí)用。

      如果控制器有比較好的閉環(huán)控制功能,用速度控制效果會(huì)好一點(diǎn)。如果本身要求不是很高,或者基本沒有實(shí)時(shí)性的要求,用位置控制方式對(duì)上位控制器沒有很高的要求。

       直線模組控制方式.jpg

      就伺服驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)速度來看:轉(zhuǎn)矩模式運(yùn)算量最小,驅(qū)動(dòng)器對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)最快;位置模式運(yùn)算量最大,驅(qū)動(dòng)器對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)最慢。

       

      對(duì)運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)態(tài)性能有比較高的要求時(shí),需要實(shí)時(shí)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整。如果控制器本身的運(yùn)算速度很慢(比如,或低端運(yùn)動(dòng)控制器),就用位置方式控制。如果控制器運(yùn)算速度比較快,可以用速度方式,把位置環(huán)從驅(qū)動(dòng)器移到控制器上,減少驅(qū)動(dòng)器的工作量,提高效率;如果有更好的控制器,還可以用轉(zhuǎn)矩方式控制,把速度環(huán)也從驅(qū)動(dòng)器上移開,這一般只是高端專用控制器才能這么做。

       

      一般說驅(qū)動(dòng)器控制的好壞,有個(gè)比較直觀的比較方式,叫響應(yīng)帶寬。當(dāng)轉(zhuǎn)矩控制或速度控制時(shí),通過脈沖發(fā)生器給它一個(gè)方波信號(hào),使電機(jī)不斷的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn),不斷的調(diào)高頻率,示波器上顯示的是個(gè)掃頻信號(hào),當(dāng)包絡(luò)線的頂點(diǎn)到達(dá)最高值的70.7%時(shí),表示已經(jīng)失步,此時(shí)頻率的高低,就能說明控制的好壞了,一般電流環(huán)能做到1000HZ以上,而速度環(huán)只能做到幾十赫茲。

       

      1、轉(zhuǎn)矩控制

      轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機(jī)軸對(duì)外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小,具體表現(xiàn)為例如10V對(duì)應(yīng)5Nm的話,當(dāng)外部模擬量設(shè)定為5V時(shí)電機(jī)軸輸出為2.5Nm:如果電機(jī)軸負(fù)載低于2.5Nm時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn),外部負(fù)載等于2.5Nm時(shí)電機(jī)不轉(zhuǎn),大于2.5Nm時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)(通常在有重力負(fù)載情況下產(chǎn)生)??梢酝ㄟ^即時(shí)的改變模擬量的設(shè)定來改變?cè)O(shè)定的力矩大小,也可通過通訊方式改變對(duì)應(yīng)的地址的數(shù)值來實(shí)現(xiàn)。

      應(yīng)用主要在對(duì)材質(zhì)的受力有嚴(yán)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(shí)更改以確保材質(zhì)的受力不會(huì)隨著纏繞半徑的變化而改變。

       

      2、位置控制 

      位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小,通過脈沖的個(gè)數(shù)來確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度,也有些伺服可以通過通訊方式直接對(duì)速度和位移進(jìn)行賦值。由于位置模式可以對(duì)速度和位置都有很嚴(yán)格的控制,所以一般應(yīng)用于定位裝置。

      應(yīng)用領(lǐng)域如數(shù)控機(jī)床、印刷機(jī)械等等。

       

      3、速度模式 

      通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制,在有上位控制裝置的外環(huán)D控制時(shí)速度模式也可以進(jìn)行定位,但必須把電機(jī)的位置信號(hào)或直接負(fù)載的位置信號(hào)給上位反饋以做運(yùn)算用。

      位置模式也支持直接負(fù)載外環(huán)檢測(cè)位置信號(hào),此時(shí)的電機(jī)軸端的編碼器只檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速,位置信號(hào)就由直接的最終負(fù)載端的檢測(cè)裝置來提供了,這樣的優(yōu)點(diǎn)在于可以減少中間傳動(dòng)過程中的誤差,增加了整個(gè)系統(tǒng)的定位精度。

       

       所以伺服電機(jī)運(yùn)用在直線模組當(dāng)中根據(jù)客戶的具體要求來做判斷,通過以上三種控制方式得以實(shí)現(xiàn)。


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