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一、伺服是什么？

1.什么是伺服？為什么要用伺服？

伺服系統(tǒng)定義：實(shí)現(xiàn)輸出變量精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)輸入變量的控制系統(tǒng)。對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的要求越來(lái)越高，伺服控制應(yīng)運(yùn)而生。

2.什么是伺服電機(jī)？它有什么特點(diǎn)？

伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

二、如何實(shí)現(xiàn)伺服控制？

伺服主要靠脈沖來(lái)定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)?，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。

伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，脈沖的方式一般是一些簡(jiǎn)單伺服應(yīng)用，要求不高的場(chǎng)合。眾所周知，發(fā)送和接收脈沖都是有一定延時(shí)的，而總線的控制方式的總線型伺服驅(qū)動(dòng)器(即絕對(duì)值伺服或EtherCAT伺服)才能真正意義上實(shí)現(xiàn)等時(shí)同步，因?yàn)榭偩€通訊的速度更快，可以直接發(fā)送速度或位置設(shè)定值。所以高端的伺服應(yīng)用都是走的總線控制方式。

三、總線型伺服VS脈沖型伺服

總線型伺服驅(qū)動(dòng)器具有很強(qiáng)的靈活性和很高性價(jià)比，與脈沖型伺服對(duì)比的優(yōu)勢(shì)如下：

1、節(jié)約布線成本，減少布線時(shí)間，減小出錯(cuò)機(jī)率。控制器的一個(gè)總線通訊口可以連接多臺(tái)伺服，伺服之間用簡(jiǎn)單的RJ45口插接即可，縮短施工周期。

2、信息量更大：全數(shù)字信息交互，可以雙向傳輸很多參數(shù)、指令和狀態(tài)等數(shù)據(jù)；脈沖方式只能單向傳送位置或速度信息，無(wú)法獲取伺服的更多狀態(tài)或參數(shù)。

3、精度高，數(shù)字式通訊方式：無(wú)信號(hào)漂移問(wèn)題，指令和反饋數(shù)據(jù)精度可達(dá)32bit。

4、可靠性更高，抗干擾能力更強(qiáng)，不會(huì)出現(xiàn)丟脈沖現(xiàn)象。脈沖/方向控制在高速脈沖時(shí)，會(huì)不可靠。

5、降低系統(tǒng)總成本，當(dāng)超過(guò)兩臺(tái)以上伺服時(shí)，不用調(diào)整控制器配置，而脈沖型伺服需要增加脈沖或軸控模塊，伺服臺(tái)數(shù)較多時(shí)甚至需要改用更高等級(jí)的控制器硬件才能滿足要求。

6、可開(kāi)發(fā)軟件功能更強(qiáng)大的設(shè)備，而無(wú)需額外硬件或接線：控制器能夠?qū)崟r(shí)通過(guò)總線監(jiān)視伺服電機(jī)出現(xiàn)的故障，并在示教器上顯示出來(lái)。同時(shí)控制器還可以監(jiān)視伺服電機(jī)實(shí)際位置、實(shí)際速度等信息，也可以根據(jù)需要由程序自動(dòng)調(diào)整伺服參數(shù)。可實(shí)現(xiàn)在示教器中設(shè)定伺服參數(shù)，而不用到伺服面板修改，簡(jiǎn)捷直觀不易出錯(cuò)。

7、采用標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)功能塊庫(kù)，提高編程調(diào)試效率：采用總線系解決統(tǒng)方案，避免了傳統(tǒng)脈沖方向控制方式的編程量大、調(diào)試復(fù)雜等問(wèn)題，提高了效率，節(jié)省了成本和時(shí)間。

8、可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，在生產(chǎn)線設(shè)備很長(zhǎng)，或伺服數(shù)量較多時(shí)十分方便、安裝成本低。

9、可維護(hù)性更強(qiáng)，有更多的狀態(tài)信息和診斷信息。數(shù)控和運(yùn)動(dòng)控制采用總線控制目前在歐美非常流行。

四、總線型伺服的優(yōu)點(diǎn)匯總

1、接線簡(jiǎn)化。傳統(tǒng)控制器，每軸接線約13~16根，若有反饋，需增加6~8條；而用總線只需要2根電纜。

2、良好EMI/EMC傳統(tǒng)接線方式，每個(gè)單元傳輸信號(hào)都有接地點(diǎn)問(wèn)題，因工業(yè)使用環(huán)境惡劣，會(huì)造成接地點(diǎn)漂移，容易受到干擾。

3、靈活簡(jiǎn)單的控制模式。

4、高同步實(shí)時(shí)，高可靠冗余。

5、高隔離靜電阻抗器保護(hù)。

6、共模誤差小。

7、通過(guò)總線實(shí)時(shí)讀取參數(shù)和診斷數(shù)據(jù)，使設(shè)備調(diào)試維護(hù)更加簡(jiǎn)單。