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1、OMRON 伺服系统技术部 伺服一词的来源 伺服一词源于古希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求而动作。在信号来到之前，转子静止不动；信号来到之后，转子立即转动；当信号消失，转子能及时自行停转。由于它的伺服性能，因此而得名。目前伺服已经成为高精度、高响应速度、高性能的代名词。引言 目录一 伺服系统的介绍二 伺服系统的选型三 常见故障及处理方法四 伺服系统的应用伺服系统介绍概念：伺服系统是使物体的位置、方向、状态等输出被控量能随输入目标值（或给定值）的任意变化的自动控制系统。优点：1）高精度的位置控制 2）高速定位控制 3)机械性能好 4）抗干扰能力
2、强伺服电机执行机构控制器伺服驱动器控制装置：CP1H,NC,NCF,MCH,FQM1 （主要以CP1H,NC,MCH为主）CP1HNC：CJ、CS系列的位置控制（NC）单元 脉冲串输出NCF：CJ系列的位置控制（NC）单元 MECHATROLINKMCH:CJ、CS系列的运动控制单元 MECHATROLINKFQM1:运动控制模块FQM1-MMP21（脉冲串、模拟指令）Mechatrolink是一个用在工业自动化的开放式通讯协定，最早由安川电机开发，后来由MECHATROLINK协会维护。协定分为以下的二种：MECHATROLINK-II定义传送接口为RS-485时的通讯协定架构，最快速度为1
3、0Mbit/s，最多允许30个从站。MECHATROLINK-III定义传送接口为以太网时的通讯协定架构，最快速度为100Mbit/s，最多允许62个从站。伺服控制器控制模式 根据不同控制系统的需求，在驱动器中有三种控制模式可供选择：1）位置控制模式 2）扭矩控制模式 3）速度控制模式位置控制模式位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置控制模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般用于定位控制。应用领域如数控机床、印刷机械、机械手等等。扭矩控制模式扭矩控制方式是通过外部模拟量
4、的输入或直接的地址赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体的变现为：例如10V对应5N m的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5N m，如果电机的负载低于2.5N m时电机正转，外部负载等于2.5N m是电机不转，大于2.5N m时电机反转（通常有重力负载情况下产生）。可以通过及时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可以通过通讯方式改变对应的数值来实现。应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的位置中，例如缠绕装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕半径的变化随时改变以确保材质的受力不会随缠绕半径的变化而改变。速度控制模式速度控制方式是通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行
5、转动速度的控制，在有上位控制装置的外环控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的监测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增强了整个系统的定位精度。伺服驱动与变频器的关系 两者都是用来控制电机转动的，但是变频器重在调速，而伺服驱动重在位置控制。变频器是将工频的50、60Hz的交流电流先整流成直流电，然后通过可控制门极的各类晶体管通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉冲电流，由于频率可调，所以交流
6、电机的速度就可调了。伺服驱动器功能比较强大了这些，比较人性化，顾名思义，伺服驱动器是可以非人工情况下完成一些操作的。而变频器只能完成单一的操作，并且需要人工支持。二、伺服系统的选型概况OMNUC G5系列OMNUC G系列SMARTSTEP2系列 R7D-BP伺服电机 种类驱动器 种类OMNUC G5系列G5系列OMNUC G5系列除位置控制、速度控制、转矩控制外，还可进行全闭环控制。电机容量50W5kW、输入电源100V400V，产品规格齐全，可满足用户的各种应用需求。电机标准配备高分辨率的20位增量型编码器规格与17位绝对值/增量型共用编码器规格。作为增益调整功能，配备实时自动调谐功能与自
7、适应滤波器功能，也可自动进行复杂的增益调整。此外，也可对用于减少动作中机械共振的陷波滤波器进行自动设定，从而可减少机械振动。另外，本伺服电机/驱动器配备抑振控制功能，负载刚性低、会振动的机构也可稳定停止。R88M-KPR88D-KTG5系类电机与驱动器组合G5系列驱动器-R88D-KNOMNUC G系列G系列OMNUC G 系列是针对位置控制、速度控制、转矩控制等广泛用途所开发的产品。电机容量可实现应对从小容量的50W 到大容量的7.5kW 的各种需求。编码器的标准配备为2500 脉冲的增量编码器规格和高分辨率的17 位绝对值/增量通用编码器规格的电机。增益调整功能搭载了实时自动调整功能及适应
8、滤波器功能，并可自动进行复杂的增益调整。并且为了降低操作中出现的机械共振，陷波滤波器也可进行自动设定以实现降低机械的振动。此外，通过安装了制振控制功能，对于负载刚度较低的振动结构也可实现稳定的停止性能。R88M-GPGP系类伺服驱动和电机组合SMARTSTEP2系列 R7D-BP特点小型化（35*140）刚度较低但也能实现抑制加减时的晃动通过共振抑制实现高速定位除以往的CW/CCW(2脉冲输入方式)、SIGN/PULS(1脉冲输入方式)外，还可对应90度微分相位输入。丰富的脉冲设定功能（指令脉冲设定、电子齿轮、编码器分频）内部速度设定，便捷的进行速度控制编码器分频输出电机与驱动器组合伺服系统的
9、选型步骤1）伺服电机的选择；a、考虑因素：负载机构，动作模式，负载速度，定位精度，使用环境。b、电机参数：电机容量（W），电机额定转速（rpm）,额定扭矩及最大扭矩（N m)，转子惯量（），是否需要刹车，体积、质量、尺寸2）伺服驱动器的选择：根据所选的伺服电机选择对应的伺服驱动器3kgm常见故障及处理报警显报警显示示异常内容异常内容发生异常时的状况发生异常时的状况原因原因对策对策1616过载过载伺服机构伺服机构ONON时发生时发生电机配线异常（配线电机配线异常（配线不良、接线不良）不良、接线不良）请对电机动力电缆请对电机动力电缆正确配线正确配线电磁制动器已设定电磁制动器已设定释放制动器释放制动
10、器伺服驱动器发生故障伺服驱动器发生故障更换驱动器更换驱动器运行过程中发生运行过程中发生实效转矩超过额定转实效转矩超过额定转矩矩重新研究负载条件重新研究负载条件、运行条件、运行条件启动转矩超过最大转启动转矩超过最大转矩矩重新研究电机容量重新研究电机容量增益调整不良引起的增益调整不良引起的异常声音、振荡、振异常声音、振荡、振动等动等正确调整增益正确调整增益伺服驱动器发生故障伺服驱动器发生故障更换驱动器更换驱动器2121检测出编检测出编码器断线码器断线运行过程中发生运行过程中发生编码器断线编码器断线修复断线部位修复断线部位连接器接触不良连接器接触不良正确配线正确配线编码器误配线编码器误配线正确配线正
11、确配线编码器破损编码器破损更换电机更换电机报警显报警显示示异常内容异常内容发生异常时的状况发生异常时的状况原因原因对策对策2323编码器数编码器数据异常据异常接通电源时发生或接通电源时发生或运行过程中发生运行过程中发生编码器信号线误配线编码器信号线误配线正确配线正确配线编码器线被干扰，发编码器线被干扰，发生误动作生误动作对编码器配线实施防对编码器配线实施防干扰措施干扰措施编码器电源电压降低编码器电源电压降低(尤其是电缆长度较长尤其是电缆长度较长时时)确保编码器电压确保编码器电压2424偏差计数偏差计数器溢出器溢出即使输入指令脉冲即使输入指令脉冲，电机也不旋转时，电机也不旋转时发生发生电机动力线
12、、编码器电机动力线、编码器线误配线线误配线正确配线正确配线机械性锁定机械性锁定若机械性被锁定，则若机械性被锁定，则请进行修请进行修释放电磁制动器释放电磁制动器控制基板异常控制基板异常更换驱动器更换驱动器高速旋转时发生高速旋转时发生电机动力线、编码器电机动力线、编码器线误配线线误配线正确配线正确配线若输入较长指令脉若输入较长指令脉冲则发生冲则发生增益调整不充分增益调整不充分调整增益调整增益加减速过于猛烈加减速过于猛烈延长加减速时间延长加减速时间负载过大负载过大减轻负载减轻负载重新选定电机重新选定电机运行过程中发生运行过程中发生超过偏差计数器溢出超过偏差计数器溢出水平的设定值水平的设定值增大增大Pn70Pn70的设定值的设定值减慢旋转速度减慢旋转速度减轻负载减轻负载伺服应用机械手数控机床常见的有三、四和五个轴数控火焰切割机注塑机 根据压力值的变化而提供相应的扭矩而实现控制雕刻机印刷机用于张力控制
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