伺服基础培训教材课件
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＊旋转1圈需要２，０４８分之一 的分辨率的话需要11个道， 但实际上也有办法减少道数
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22
驱动伺服电机的装置称为伺服增幅器（或伺服放大器）。伺服放大器在安川电机 产品里的称呼为伺服PACK。
伺服放大器的功能框图如下图所示。
动力部分 电机
整流部分
逆变部分
反馈
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编码器
23
１） 动力部分的构成
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24
３） 控制部的构成
控制部可称为伺服驱动根本的管理部分。换句话说、将指令值与当前值进行差值运算、并控制 该差值为零运行。
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25
伺服器的控制模式分类：
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26
伺服器的控制模式分类：
PPT学习交流
27
伺服器的控制模式分类：
PPT学习交流
28
伺服器的工作模式： 工作模式
一、伺服系统介绍
伺服电机
伺服电机驱动器
PPT学习交流
6
伺服电动机典型生产厂家
日本三菱、松下及安川，德国的西门子等 ，产品外形有：
松下交流伺服电机及驱动器
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7
伺服马达分类：
一、伺服系统介绍
PPT学习交流
8
普通的伺服电机有SM（同步）型AC伺服电机、IM（感应）型AC伺服电机和DC伺服 电机3种，与自动化相关的伺服电机一般指SM型AC伺服电机。（原因为DC伺服的 整流电刷需要进行维护、检查，DC伺服电机会产生粉未，不能在有洁净要求的环 境使用。
＊ 没有吸力的缘故，可使噪音降低并延 长导轨的使用寿命。
＊ 没有了啮合力，使得推力的波动非常 小。
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14
伺服器的工作模式：
PPT学习交流
15
伺服驱动器铭牌含义
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16
伺服驱动器铭牌含义
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17
编码器：
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18
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19
编码器：
１） 增量型编码器的原理
1.扭矩控制模式
2.速度控制模式
3.位置控制模式
三环控制 1.电流环
2.速度环
3.位置环
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29
伺服器的工作模式：
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30
伺服器的工作模式：
动力部分是承担了产生驱动电机所需的电流并提供给电机这部分功能 如下图所示的，将工频电压整流为直流的整流部分以及产生随电机的旋转角所需 电流的逆变部分。
２） 电流演算部
电流演算部的功能是确定流入各相的电流的大小。将在后面作介绍的控制部里的转矩由控制部 的指令与电机当前的旋转角度位置（称为磁极）信息计算出流入各相所需的电流大小。电机旋 转时磁极时刻都在变化，因此流入各相的电流的大小也要时刻变化。
1组脉冲计数4次（4倍频）
右回転時 B相
A相
①
②
① ②③ ④
①②③④ ⑤⑥⑦⑧
左回転時 B相
A相 ①
②
绝对值编码器方式
① ②③ ④
①②③④ ⑤⑥⑦⑧
本公司的绝对值编码器采用配置有电池，在伺服放大器电源关断时也能记忆当前位置情报 的方式。
伺服放大器电源打开后伺服放大器将电机轴距离原点的圈数及脉冲数所反映的当前位置情 报向上位控制器传送。
伺服基础知识培训
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作成：刘豪 日期：2014.11.27
1
伺服的语源
伺服的语源是由拉丁语中的Servus（奴隶）而来的。 1934年由H.L.Hazen所命名。 （Ｓｅｒｖｕｓ：Service或Ｓｅｒｖａｎｔ）
伺服的定义
正确的称呼是 伺服机构或伺服装置，是自动控制系统的一个分支。 在JIS标准里 被定义为「以物体的位置、方位、姿势等作为控制量，可追随目标 值任意变化而构成的控制系统」。
＊ 圆盘上刻有相位相差90度的A相、B相的槽 ＊ 由此可检测出旋转量和旋转方向。
旋转方向判定的原理
增量型编码器的原理
（圆盘上的形状）
例： 由B相作为基准 B相为On时如果A相有上升沿，定义为正传。 B相为Oｆｆ时如果A相有上升沿，定义为反转。
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20
倍频的原理
直接计数脉冲数
1个脉冲计数2次（2倍频）
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9
伺服马达结构
槽
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10
DC伺服电机与AC伺服电机的比较
DC伺服电机
转子
绕组
AC伺服电机 永久磁钢
定子
永久磁钢
UVW ３相绕组
整流
由电刷和换向器组
根据磁极检出控制
成的机械整流
３相绕组通所的电流来实现
特長
伺服驱动器简单
缺点
电刷必须定期检查更换
没有机械磨损部分 所以无需维护
伺服驱动器复杂
伺服机构将输入（目标值信号）与输出（实际机械的动作）经常作比较，控制其差值为零。
为了做出比较需将输出返回到输入端。由输出返回到输入端是与输入→输出的信号流向相反的所 以将其称为反馈（Feedback：向后供给的意思）控制。
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4
伺服机构的构成
伺服控制过程原理图
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5
伺服图片：
运行噪音低。
2-9
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13
无铁芯型（也有，有铁芯型）
构造： 电机由动子（线圈）和定子（永磁板）所构成 。
＊动子没有铁芯，用树脂将线圈准确固定而成。
＊定子是在定子板上将板状的永磁体准确固定， 由上下2块相向放置而构成。
永磁体 线圈
特長
＊ 由于没有磁吸力以及啮合力，施加在 轴部的压力和速度差非常小。
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21
２）绝对值编码器的基本原理
＊在分辨率的范围内输出波形 是不重复的 ＊根据读取的输出波形可以得到 绝对位置的信息 ＊另外还配备了有电池作断电 备份的计数器以判断出当前所 转到的圈数位置
＊可以检测出对于基准点的绝对位置 （旋转角度）的编码器
＊根据所需要的分辨率增加道数 ＊左图所示的6个道、旋转１圈的 分辨率为６４（２ ６ ）分之一
伺服 伺服机构 Servo 伺服控制系统
都是同一个 意思
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2
伺服系统的构成
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3
伺服机构的构成
伺服放大器
目標値 装置
伺服放大器
伺服电机 编码器
出力
機構 速度／位置
反馈
传感器
被称为上位控制器的作为目标值信号 发生的装置
编码器
一般情况下传感器是使用装在电机的负载轴 的另一侧的被称为编码器（后述）的东西。 伺服放大器、伺服电机、编码器一起作为整 体被称呼时使用伺服驱动器这个用语。
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11
伺服电机按照构造分类：
1.旋转形伺服马达 2.线性伺服马达
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12
线性电机的结构是将旋转电机 的定子和转子如图示向直线方 向展开而成，原先转子的切线 方向的电磁转矩变为直线方向 的推力。
特長
由于是负载直接驱动，可以有 宽广的调速范围和Baidu Nhomakorabea高的定位 精度。
电机本身是刚性体，直接驱动 负载可提高机构整体的刚性。
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22
驱动伺服电机的装置称为伺服增幅器（或伺服放大器）。伺服放大器在安川电机 产品里的称呼为伺服PACK。
伺服放大器的功能框图如下图所示。
动力部分 电机
整流部分
逆变部分
反馈
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编码器
23
１） 动力部分的构成
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24
３） 控制部的构成
控制部可称为伺服驱动根本的管理部分。换句话说、将指令值与当前值进行差值运算、并控制 该差值为零运行。
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伺服器的控制模式分类：
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26
伺服器的控制模式分类：
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27
伺服器的控制模式分类：
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28
伺服器的工作模式： 工作模式
一、伺服系统介绍
伺服电机
伺服电机驱动器
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6
伺服电动机典型生产厂家
日本三菱、松下及安川，德国的西门子等 ，产品外形有：
松下交流伺服电机及驱动器
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7
伺服马达分类：
一、伺服系统介绍
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8
普通的伺服电机有SM（同步）型AC伺服电机、IM（感应）型AC伺服电机和DC伺服 电机3种，与自动化相关的伺服电机一般指SM型AC伺服电机。（原因为DC伺服的 整流电刷需要进行维护、检查，DC伺服电机会产生粉未，不能在有洁净要求的环 境使用。
＊ 没有吸力的缘故，可使噪音降低并延 长导轨的使用寿命。
＊ 没有了啮合力，使得推力的波动非常 小。
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伺服器的工作模式：
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15
伺服驱动器铭牌含义
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伺服驱动器铭牌含义
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编码器：
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19
编码器：
１） 增量型编码器的原理
1.扭矩控制模式
2.速度控制模式
3.位置控制模式
三环控制 1.电流环
2.速度环
3.位置环
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伺服器的工作模式：
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30
伺服器的工作模式：
动力部分是承担了产生驱动电机所需的电流并提供给电机这部分功能 如下图所示的，将工频电压整流为直流的整流部分以及产生随电机的旋转角所需 电流的逆变部分。
２） 电流演算部
电流演算部的功能是确定流入各相的电流的大小。将在后面作介绍的控制部里的转矩由控制部 的指令与电机当前的旋转角度位置（称为磁极）信息计算出流入各相所需的电流大小。电机旋 转时磁极时刻都在变化，因此流入各相的电流的大小也要时刻变化。
1组脉冲计数4次（4倍频）
右回転時 B相
A相
①
②
① ②③ ④
①②③④ ⑤⑥⑦⑧
左回転時 B相
A相 ①
②
绝对值编码器方式
① ②③ ④
①②③④ ⑤⑥⑦⑧
本公司的绝对值编码器采用配置有电池，在伺服放大器电源关断时也能记忆当前位置情报 的方式。
伺服放大器电源打开后伺服放大器将电机轴距离原点的圈数及脉冲数所反映的当前位置情 报向上位控制器传送。
伺服基础知识培训
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作成：刘豪 日期：2014.11.27
1
伺服的语源
伺服的语源是由拉丁语中的Servus（奴隶）而来的。 1934年由H.L.Hazen所命名。 （Ｓｅｒｖｕｓ：Service或Ｓｅｒｖａｎｔ）
伺服的定义
正确的称呼是 伺服机构或伺服装置，是自动控制系统的一个分支。 在JIS标准里 被定义为「以物体的位置、方位、姿势等作为控制量，可追随目标 值任意变化而构成的控制系统」。
＊ 圆盘上刻有相位相差90度的A相、B相的槽 ＊ 由此可检测出旋转量和旋转方向。
旋转方向判定的原理
增量型编码器的原理
（圆盘上的形状）
例： 由B相作为基准 B相为On时如果A相有上升沿，定义为正传。 B相为Oｆｆ时如果A相有上升沿，定义为反转。
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20
倍频的原理
直接计数脉冲数
1个脉冲计数2次（2倍频）
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9
伺服马达结构
槽
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10
DC伺服电机与AC伺服电机的比较
DC伺服电机
转子
绕组
AC伺服电机 永久磁钢
定子
永久磁钢
UVW ３相绕组
整流
由电刷和换向器组
根据磁极检出控制
成的机械整流
３相绕组通所的电流来实现
特長
伺服驱动器简单
缺点
电刷必须定期检查更换
没有机械磨损部分 所以无需维护
伺服驱动器复杂
伺服机构将输入（目标值信号）与输出（实际机械的动作）经常作比较，控制其差值为零。
为了做出比较需将输出返回到输入端。由输出返回到输入端是与输入→输出的信号流向相反的所 以将其称为反馈（Feedback：向后供给的意思）控制。
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4
伺服机构的构成
伺服控制过程原理图
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5
伺服图片：
运行噪音低。
2-9
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13
无铁芯型（也有，有铁芯型）
构造： 电机由动子（线圈）和定子（永磁板）所构成 。
＊动子没有铁芯，用树脂将线圈准确固定而成。
＊定子是在定子板上将板状的永磁体准确固定， 由上下2块相向放置而构成。
永磁体 线圈
特長
＊ 由于没有磁吸力以及啮合力，施加在 轴部的压力和速度差非常小。
PPT学习交流
21
２）绝对值编码器的基本原理
＊在分辨率的范围内输出波形 是不重复的 ＊根据读取的输出波形可以得到 绝对位置的信息 ＊另外还配备了有电池作断电 备份的计数器以判断出当前所 转到的圈数位置
＊可以检测出对于基准点的绝对位置 （旋转角度）的编码器
＊根据所需要的分辨率增加道数 ＊左图所示的6个道、旋转１圈的 分辨率为６４（２ ６ ）分之一
伺服 伺服机构 Servo 伺服控制系统
都是同一个 意思
PPT学习交流
2
伺服系统的构成
PPT学习交流
3
伺服机构的构成
伺服放大器
目標値 装置
伺服放大器
伺服电机 编码器
出力
機構 速度／位置
反馈
传感器
被称为上位控制器的作为目标值信号 发生的装置
编码器
一般情况下传感器是使用装在电机的负载轴 的另一侧的被称为编码器（后述）的东西。 伺服放大器、伺服电机、编码器一起作为整 体被称呼时使用伺服驱动器这个用语。
PPT学习交流
11
伺服电机按照构造分类：
1.旋转形伺服马达 2.线性伺服马达
PPT学习交流
12
线性电机的结构是将旋转电机 的定子和转子如图示向直线方 向展开而成，原先转子的切线 方向的电磁转矩变为直线方向 的推力。
特長
由于是负载直接驱动，可以有 宽广的调速范围和Baidu Nhomakorabea高的定位 精度。
电机本身是刚性体，直接驱动 负载可提高机构整体的刚性。