這是我看過(guò)非常全的工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)介紹
時(shí)間：2020-05-13 09:28
來(lái)源：機(jī)器人培訓(xùn)
工業(yè)機(jī)器人廣泛使用在產(chǎn)業(yè)制造上，汽車(chē)制造、電器、食品等，能替代反復(fù)機(jī)器式操縱工作，是靠本身動(dòng)力和控制才能來(lái)實(shí)現(xiàn)種種功用的一種機(jī)器。它能夠承受人類(lèi)指揮，也能夠按照事先編排的程序運(yùn)轉(zhuǎn)。如今我們講講工業(yè)機(jī)器人基本主要構(gòu)成部分。
1.主體
主體機(jī)械即機(jī)座和實(shí)行機(jī)構(gòu)，包括大臂、小臂、腕部和手部，構(gòu)成的多自由度的機(jī)械系統(tǒng)。有的機(jī)器人另有行走機(jī)構(gòu)。工業(yè)機(jī)器人有6個(gè)自由度乃至更多腕部通俗有1～3個(gè)活動(dòng)自由度。
2.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，按動(dòng)力源分為液壓，氣動(dòng)和電動(dòng)三大類(lèi)。依據(jù)需求也可由這三種范例組合并復(fù)合式的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?；蛘咄ㄟ^(guò)同步帶、輪系、齒輪等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)間接驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以實(shí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)的動(dòng)作，這三類(lèi)根本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各有特點(diǎn)，現(xiàn)在主流的是電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
由于低慣量，大轉(zhuǎn)矩交、直流伺服電機(jī)及其配套的伺服驅(qū)動(dòng)器(交換變頻器、直流脈沖寬度調(diào)制器)的普遍接納。這類(lèi)系統(tǒng)不需能量轉(zhuǎn)換，運(yùn)用方便，控制靈敏。大多數(shù)電機(jī)后面需安裝精細(xì)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：減速器。其齒運(yùn)用齒輪的速率轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)的反轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的反轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的裝置，從而降低轉(zhuǎn)速，添加轉(zhuǎn)矩,當(dāng)負(fù)載較大時(shí)，一味提升伺服電機(jī)的功率是很不劃算的，能夠在適宜的速率范疇內(nèi)通過(guò)減速器來(lái)進(jìn)步輸出扭矩。伺服電機(jī)在低頻運(yùn)轉(zhuǎn)下容易發(fā)熱和出現(xiàn)低頻振動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間和重復(fù)性的工作不利于確保其準(zhǔn)確性、牢靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。精細(xì)減速電機(jī)的存在使伺服電機(jī)在一個(gè)適宜的速率下運(yùn)轉(zhuǎn)，加強(qiáng)機(jī)器體剛性的同時(shí)輸出更大的力矩。如今主流的減速器有兩種：諧波減速器和RV減速
3.控制系統(tǒng)
機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦，是決定機(jī)器人功用和功能的主要要素?？刂葡到y(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和實(shí)行機(jī)構(gòu)收回指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)的主要任務(wù)便是控制工業(yè)機(jī)器人在工作空間中的活動(dòng)范圍、姿勢(shì)和軌跡、動(dòng)作的時(shí)間等。具有編程簡(jiǎn)單、軟件菜單操縱、友好的人機(jī)交互界面、在線操縱提示和運(yùn)用方便等特點(diǎn)。
控制器系統(tǒng)是機(jī)器人的中心，外國(guó)有關(guān)公司對(duì)我國(guó)實(shí)驗(yàn)緊密封閉。連年來(lái)隨著微電子技術(shù)的開(kāi)展，微處置器的功能越來(lái)越高，而價(jià)錢(qián)則越來(lái)越便宜，現(xiàn)在市集上曾經(jīng)出現(xiàn)了1-2美金的32位微處置器。高性?xún)r(jià)比的微處置器為機(jī)器人控制器帶來(lái)了新的開(kāi)展機(jī)會(huì)，使開(kāi)辟低本錢(qián)、高功能的機(jī)器人控制器成為可能。為了使系統(tǒng)具有充足的運(yùn)算與存儲(chǔ)能力，現(xiàn)在機(jī)器人控制器多接納較強(qiáng)的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片構(gòu)成。
由于已有的通用芯片功用及功能上不可以完全滿足有些機(jī)器人系統(tǒng)在價(jià)錢(qián)、功能、集成度和接口等方面的要求，這就萌生了機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)SoC(Systemon Chip)技能的需求，將特定的處置器與所需求的接口集成在一同，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)外圍電路的設(shè)計(jì)，減少系統(tǒng)尺寸，并低低成本。比方，Actel公司將NEOS或ARM7的處置器內(nèi)核集成在其FPGA產(chǎn)品上，構(gòu)成了一個(gè)完整的SoC系統(tǒng)。在機(jī)器人技術(shù)控制器方面，其研討主要會(huì)合在美國(guó)和日本，并有成熟的成品，如美國(guó)DELTATAU公司、日本朋立株式會(huì)社等。其運(yùn)動(dòng)控制器以DSP技術(shù)為核心，采用基于PC的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。
4.感知系統(tǒng)
它是內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊的構(gòu)成，獲取內(nèi)部和外部的環(huán)境狀態(tài)中有意義的信息。
內(nèi)部傳感器：用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人本身狀態(tài)(如手臂間的角度)的傳感器，多為檢測(cè)位置和角度的傳感器。具體有：位置傳感器、位置傳感器、角度傳感器等。
外部傳感器：用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人所處環(huán)境(如檢測(cè)物體，距離物體的距離)及狀況(如檢測(cè)抓取的物體是否滑落)的傳感器。具體有距離傳感器、視覺(jué)傳感器、力覺(jué)傳感器等。
智能傳感系統(tǒng)的使用提高了機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性，實(shí)用性和智能化的標(biāo)準(zhǔn)，人類(lèi)的感知系統(tǒng)對(duì)外部世界信息是機(jī)器人靈巧的，然而，對(duì)于一些特許的信息，傳感器比人的系統(tǒng)更加有效。
5.末端執(zhí)行器
末端執(zhí)行器連接在機(jī)械手.后一個(gè)關(guān)節(jié)上的部件，它一般用來(lái)抓取物體，與其他機(jī)構(gòu)連接并執(zhí)行需要的任務(wù)。機(jī)器人制造上一般不設(shè)計(jì)或出售末端執(zhí)行器，多數(shù)情況下，他們只提供一個(gè)簡(jiǎn)單的抓持器。通常末端執(zhí)行器安裝在機(jī)器人6軸的法蘭盤(pán)上以完成給定環(huán)境中的任務(wù)，如焊接，噴漆，涂膠以及零件裝卸等就是需要機(jī)器人來(lái)完成的任務(wù)。
伺服電機(jī)的概述
伺服驅(qū)動(dòng)器又稱(chēng)為“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用來(lái)控制伺服電機(jī)的一種控制器，其作用類(lèi)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。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。
一、伺服電機(jī)的分類(lèi)
分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi)，交流伺服電動(dòng)機(jī)又分為異步伺服電動(dòng)機(jī)和同步伺服電動(dòng)機(jī)，目前交流系統(tǒng)正在逐漸代替直流系統(tǒng)。與直流系統(tǒng)相比，交流伺服電機(jī)具有高可靠性、散熱好、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、能工作于高壓狀態(tài)下等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)闊o(wú)電刷和轉(zhuǎn)向器，故交流私服系統(tǒng)也成為無(wú)刷伺服系統(tǒng)，用于其中的電機(jī)是無(wú)刷結(jié)構(gòu)的籠型異步電機(jī)和永磁同步型電機(jī)。
1)直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī)
?、儆兴㈦姍C(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)使用環(huán)境有要求，通常用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合;
?、跓o(wú)刷電機(jī)體積小重量輕，出力大響應(yīng)快，速度高慣量小，力矩穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)平滑，控制復(fù)雜，智能化，電子換相方式靈活，可以方波或正弦波換相，電機(jī)免維護(hù)，高效節(jié)能，電磁輻射小，溫升低壽命長(zhǎng)，適用于各種環(huán)境。
二、不同類(lèi)型伺服電機(jī)的特點(diǎn)
1)直流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：速度控制精確，轉(zhuǎn)矩速度特性很硬，控制原理簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格便宜。
缺點(diǎn)：電刷換向，速度限制，附加阻力，產(chǎn)生磨損微粒(無(wú)塵易爆環(huán)境不宜)
2)交流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：速度控制特性良好，在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平滑控制，幾乎無(wú)振蕩，90%以上的高效率，發(fā)熱少，高速控制，高精確度位置控制(取決于編碼器精度)，額定運(yùn)行區(qū)域內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)恒力矩，慣量低，低噪音，無(wú)電刷磨損，免維護(hù)(適用于無(wú)塵、易爆環(huán)境)。
缺點(diǎn)：控制較復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整PID參數(shù)確定，需要更多的連線。
目前主流的伺服驅(qū)動(dòng)器均采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為控制核心，可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊(IPM)為核心設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路,IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路,在主回路中還加入軟啟動(dòng)電路,以減小啟動(dòng)過(guò)程對(duì)驅(qū)動(dòng)器的沖擊。功率驅(qū)動(dòng)單元首先通過(guò)三相全橋整流電路對(duì)輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過(guò)整流好的三相電或市電，再通過(guò)三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來(lái)驅(qū)動(dòng)三相永磁式同步交流伺服電機(jī)。功率驅(qū)動(dòng)單元的整個(gè)過(guò)程可以簡(jiǎn)單的說(shuō)就是AC-DC-AC的過(guò)程。整流單元(AC-DC)主要的拓?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐贰?/span>
三、伺服系統(tǒng)接線圖
1.驅(qū)動(dòng)器接線
伺服驅(qū)動(dòng)器主要有控制回路電源、主控制回路電源、伺服輸出電源、控制器輸入CN1、編碼器接口CN2、連接起CN3。控制回路電源是單相AC電源，輸入電源可單相、三相，但是必須是220v，就是說(shuō)三相輸入時(shí)，咱們的三相電源必須經(jīng)過(guò)變壓器變壓才能接，對(duì)于功率較小的驅(qū)動(dòng)器，可單相直接驅(qū)動(dòng)，單相接法必須接R、S端子。伺服電機(jī)輸出U、V、W切記千萬(wàn)不能與主電路電源連接，有可能燒毀驅(qū)動(dòng)器。CN1端口主要用于上位機(jī)控制器的連接，提供輸入、輸出、編碼器ABZ三相輸出、各種監(jiān)控信號(hào)的模擬量輸出。
2.編碼器接線
九個(gè)端子我們只使用了5個(gè)，一個(gè)屏蔽線、電源線兩根、串行通訊信號(hào)(+-)兩根，與我們普通的編碼器接線差不多。
3.通訊端口
驅(qū)動(dòng)器通過(guò)CN3端口與電腦PLC、HMI等上位機(jī)相連接，采用MODBUS通訊來(lái)控制驅(qū)動(dòng)器，可使用RS232、RS485進(jìn)行通訊。
四、伺服驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)
機(jī)器人對(duì)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的要求非常嚴(yán)格，交流伺服電機(jī)在工業(yè)機(jī)器人中得到廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)高端市場(chǎng)主要被國(guó)外名企占據(jù)，主要來(lái)自日本和歐美，未來(lái)國(guó)產(chǎn)替代空間大。目前國(guó)外品牌占據(jù)了中國(guó)交流伺服市場(chǎng)近80%的市場(chǎng)份額，主要來(lái)自日本和歐美。其中，日系產(chǎn)品以約50%的市場(chǎng)份額居首，其..品牌包括松下、三菱電機(jī)、安川、三洋、富士等，其產(chǎn)品特點(diǎn)是技術(shù)和性能水平比較符合中國(guó)用戶(hù)的需求，以良好的性?xún)r(jià)比和較高的可靠性獲得了穩(wěn)定且持續(xù)的客戶(hù)源，在中小型OEM市場(chǎng)上尤其具有壟斷優(yōu)勢(shì)。
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1.主體
主體機(jī)械即機(jī)座和實(shí)行機(jī)構(gòu)，包括大臂、小臂、腕部和手部，構(gòu)成的多自由度的機(jī)械系統(tǒng)。有的機(jī)器人另有行走機(jī)構(gòu)。工業(yè)機(jī)器人有6個(gè)自由度乃至更多腕部通俗有1～3個(gè)活動(dòng)自由度。
2.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，按動(dòng)力源分為液壓，氣動(dòng)和電動(dòng)三大類(lèi)。依據(jù)需求也可由這三種范例組合并復(fù)合式的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?；蛘咄ㄟ^(guò)同步帶、輪系、齒輪等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)間接驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以實(shí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)的動(dòng)作，這三類(lèi)根本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各有特點(diǎn)，現(xiàn)在主流的是電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
由于低慣量，大轉(zhuǎn)矩交、直流伺服電機(jī)及其配套的伺服驅(qū)動(dòng)器(交換變頻器、直流脈沖寬度調(diào)制器)的普遍接納。這類(lèi)系統(tǒng)不需能量轉(zhuǎn)換，運(yùn)用方便，控制靈敏。大多數(shù)電機(jī)后面需安裝精細(xì)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：減速器。其齒運(yùn)用齒輪的速率轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)的反轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的反轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的裝置，從而降低轉(zhuǎn)速，添加轉(zhuǎn)矩,當(dāng)負(fù)載較大時(shí)，一味提升伺服電機(jī)的功率是很不劃算的，能夠在適宜的速率范疇內(nèi)通過(guò)減速器來(lái)進(jìn)步輸出扭矩。伺服電機(jī)在低頻運(yùn)轉(zhuǎn)下容易發(fā)熱和出現(xiàn)低頻振動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間和重復(fù)性的工作不利于確保其準(zhǔn)確性、牢靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。精細(xì)減速電機(jī)的存在使伺服電機(jī)在一個(gè)適宜的速率下運(yùn)轉(zhuǎn)，加強(qiáng)機(jī)器體剛性的同時(shí)輸出更大的力矩。如今主流的減速器有兩種：諧波減速器和RV減速
3.控制系統(tǒng)
機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦，是決定機(jī)器人功用和功能的主要要素?？刂葡到y(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和實(shí)行機(jī)構(gòu)收回指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)的主要任務(wù)便是控制工業(yè)機(jī)器人在工作空間中的活動(dòng)范圍、姿勢(shì)和軌跡、動(dòng)作的時(shí)間等。具有編程簡(jiǎn)單、軟件菜單操縱、友好的人機(jī)交互界面、在線操縱提示和運(yùn)用方便等特點(diǎn)。
控制器系統(tǒng)是機(jī)器人的中心，外國(guó)有關(guān)公司對(duì)我國(guó)實(shí)驗(yàn)緊密封閉。連年來(lái)隨著微電子技術(shù)的開(kāi)展，微處置器的功能越來(lái)越高，而價(jià)錢(qián)則越來(lái)越便宜，現(xiàn)在市集上曾經(jīng)出現(xiàn)了1-2美金的32位微處置器。高性?xún)r(jià)比的微處置器為機(jī)器人控制器帶來(lái)了新的開(kāi)展機(jī)會(huì)，使開(kāi)辟低本錢(qián)、高功能的機(jī)器人控制器成為可能。為了使系統(tǒng)具有充足的運(yùn)算與存儲(chǔ)能力，現(xiàn)在機(jī)器人控制器多接納較強(qiáng)的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片構(gòu)成。
由于已有的通用芯片功用及功能上不可以完全滿足有些機(jī)器人系統(tǒng)在價(jià)錢(qián)、功能、集成度和接口等方面的要求，這就萌生了機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)SoC(Systemon Chip)技能的需求，將特定的處置器與所需求的接口集成在一同，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)外圍電路的設(shè)計(jì)，減少系統(tǒng)尺寸，并低低成本。比方，Actel公司將NEOS或ARM7的處置器內(nèi)核集成在其FPGA產(chǎn)品上，構(gòu)成了一個(gè)完整的SoC系統(tǒng)。在機(jī)器人技術(shù)控制器方面，其研討主要會(huì)合在美國(guó)和日本，并有成熟的成品，如美國(guó)DELTATAU公司、日本朋立株式會(huì)社等。其運(yùn)動(dòng)控制器以DSP技術(shù)為核心，采用基于PC的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。
4.感知系統(tǒng)
它是內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊的構(gòu)成，獲取內(nèi)部和外部的環(huán)境狀態(tài)中有意義的信息。
內(nèi)部傳感器：用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人本身狀態(tài)(如手臂間的角度)的傳感器，多為檢測(cè)位置和角度的傳感器。具體有：位置傳感器、位置傳感器、角度傳感器等。
外部傳感器：用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人所處環(huán)境(如檢測(cè)物體，距離物體的距離)及狀況(如檢測(cè)抓取的物體是否滑落)的傳感器。具體有距離傳感器、視覺(jué)傳感器、力覺(jué)傳感器等。
智能傳感系統(tǒng)的使用提高了機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性，實(shí)用性和智能化的標(biāo)準(zhǔn)，人類(lèi)的感知系統(tǒng)對(duì)外部世界信息是機(jī)器人靈巧的，然而，對(duì)于一些特許的信息，傳感器比人的系統(tǒng)更加有效。
5.末端執(zhí)行器
末端執(zhí)行器連接在機(jī)械手.后一個(gè)關(guān)節(jié)上的部件，它一般用來(lái)抓取物體，與其他機(jī)構(gòu)連接并執(zhí)行需要的任務(wù)。機(jī)器人制造上一般不設(shè)計(jì)或出售末端執(zhí)行器，多數(shù)情況下，他們只提供一個(gè)簡(jiǎn)單的抓持器。通常末端執(zhí)行器安裝在機(jī)器人6軸的法蘭盤(pán)上以完成給定環(huán)境中的任務(wù)，如焊接，噴漆，涂膠以及零件裝卸等就是需要機(jī)器人來(lái)完成的任務(wù)。
伺服電機(jī)的概述
伺服驅(qū)動(dòng)器又稱(chēng)為“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用來(lái)控制伺服電機(jī)的一種控制器，其作用類(lèi)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。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。
一、伺服電機(jī)的分類(lèi)
分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi)，交流伺服電動(dòng)機(jī)又分為異步伺服電動(dòng)機(jī)和同步伺服電動(dòng)機(jī)，目前交流系統(tǒng)正在逐漸代替直流系統(tǒng)。與直流系統(tǒng)相比，交流伺服電機(jī)具有高可靠性、散熱好、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、能工作于高壓狀態(tài)下等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)闊o(wú)電刷和轉(zhuǎn)向器，故交流私服系統(tǒng)也成為無(wú)刷伺服系統(tǒng)，用于其中的電機(jī)是無(wú)刷結(jié)構(gòu)的籠型異步電機(jī)和永磁同步型電機(jī)。
1)直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī)
?、儆兴㈦姍C(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)使用環(huán)境有要求，通常用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合;
?、跓o(wú)刷電機(jī)體積小重量輕，出力大響應(yīng)快，速度高慣量小，力矩穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)平滑，控制復(fù)雜，智能化，電子換相方式靈活，可以方波或正弦波換相，電機(jī)免維護(hù)，高效節(jié)能，電磁輻射小，溫升低壽命長(zhǎng)，適用于各種環(huán)境。
二、不同類(lèi)型伺服電機(jī)的特點(diǎn)
1)直流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：速度控制精確，轉(zhuǎn)矩速度特性很硬，控制原理簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格便宜。
缺點(diǎn)：電刷換向，速度限制，附加阻力，產(chǎn)生磨損微粒(無(wú)塵易爆環(huán)境不宜)
2)交流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：速度控制特性良好，在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平滑控制，幾乎無(wú)振蕩，90%以上的高效率，發(fā)熱少，高速控制，高精確度位置控制(取決于編碼器精度)，額定運(yùn)行區(qū)域內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)恒力矩，慣量低，低噪音，無(wú)電刷磨損，免維護(hù)(適用于無(wú)塵、易爆環(huán)境)。
缺點(diǎn)：控制較復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整PID參數(shù)確定，需要更多的連線。
目前主流的伺服驅(qū)動(dòng)器均采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為控制核心，可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊(IPM)為核心設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路,IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路,在主回路中還加入軟啟動(dòng)電路,以減小啟動(dòng)過(guò)程對(duì)驅(qū)動(dòng)器的沖擊。功率驅(qū)動(dòng)單元首先通過(guò)三相全橋整流電路對(duì)輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過(guò)整流好的三相電或市電，再通過(guò)三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來(lái)驅(qū)動(dòng)三相永磁式同步交流伺服電機(jī)。功率驅(qū)動(dòng)單元的整個(gè)過(guò)程可以簡(jiǎn)單的說(shuō)就是AC-DC-AC的過(guò)程。整流單元(AC-DC)主要的拓?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐贰?/span>
三、伺服系統(tǒng)接線圖
1.驅(qū)動(dòng)器接線
伺服驅(qū)動(dòng)器主要有控制回路電源、主控制回路電源、伺服輸出電源、控制器輸入CN1、編碼器接口CN2、連接起CN3。控制回路電源是單相AC電源，輸入電源可單相、三相，但是必須是220v，就是說(shuō)三相輸入時(shí)，咱們的三相電源必須經(jīng)過(guò)變壓器變壓才能接，對(duì)于功率較小的驅(qū)動(dòng)器，可單相直接驅(qū)動(dòng)，單相接法必須接R、S端子。伺服電機(jī)輸出U、V、W切記千萬(wàn)不能與主電路電源連接，有可能燒毀驅(qū)動(dòng)器。CN1端口主要用于上位機(jī)控制器的連接，提供輸入、輸出、編碼器ABZ三相輸出、各種監(jiān)控信號(hào)的模擬量輸出。
2.編碼器接線
九個(gè)端子我們只使用了5個(gè)，一個(gè)屏蔽線、電源線兩根、串行通訊信號(hào)(+-)兩根，與我們普通的編碼器接線差不多。
3.通訊端口
驅(qū)動(dòng)器通過(guò)CN3端口與電腦PLC、HMI等上位機(jī)相連接，采用MODBUS通訊來(lái)控制驅(qū)動(dòng)器，可使用RS232、RS485進(jìn)行通訊。
四、伺服驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)
機(jī)器人對(duì)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的要求非常嚴(yán)格，交流伺服電機(jī)在工業(yè)機(jī)器人中得到廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)高端市場(chǎng)主要被國(guó)外名企占據(jù)，主要來(lái)自日本和歐美，未來(lái)國(guó)產(chǎn)替代空間大。目前國(guó)外品牌占據(jù)了中國(guó)交流伺服市場(chǎng)近80%的市場(chǎng)份額，主要來(lái)自日本和歐美。其中，日系產(chǎn)品以約50%的市場(chǎng)份額居首，其..品牌包括松下、三菱電機(jī)、安川、三洋、富士等，其產(chǎn)品特點(diǎn)是技術(shù)和性能水平比較符合中國(guó)用戶(hù)的需求，以良好的性?xún)r(jià)比和較高的可靠性獲得了穩(wěn)定且持續(xù)的客戶(hù)源，在中小型OEM市場(chǎng)上尤其具有壟斷優(yōu)勢(shì)。
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