安川产品：闭环伺服系统详解

闭环伺服系统是现代工业自动化中的关键组成部分，特别是在数控设备中起着至关重要的作用。本文主要探讨了三种常见的伺服电机类型：直流伺服电机、交流伺服电机和直线电机，以及与之相关的伺服驱动单元和反馈部件。 首先，直流伺服电机以其高启动扭矩和良好的低速性能闻名。它们采用SRC调速和PWM调速技术，但存在较大的转动惯量和维护问题，如换向炭刷导致的火花和维护难度。永磁直流伺服电机常用于上世纪的数控系统，工作区域分为连续、断续和加减速三个区域。 交流伺服电机则是现代数控系统的首选，尤其是永磁同步交流伺服电机。其特点包括高速度、出色的动态性能和较低的维护成本，调速方法通常通过交—直—交或交—交变频。与直流电机相比，交流伺服电机无需炭刷，维护更加便捷。 直线电机则展现出极高的速度和精度，因为它可以直接驱动工作台，消除了机械中间环节，但安装和调试过程更为复杂。 伺服驱动单元是控制伺服电机的核心部分，它的工作原理涉及电流和电压的转换，以及对电机状态的精确监控。主回路设计决定了电机的性能和效率。 反馈部件对于闭环控制至关重要，本文提到的反馈部件主要有脉冲编码器和直线光栅尺。脉冲编码器包括增量式/相对式编码器，如莫尔干涉条纹型，它具有放大作用、均化误差作用，并能产生绝对位置信息。莫尔条纹的光强变化模拟正弦波形，提供了精确的位置反馈。而安川产品和Heidenhain的EnData等品牌提供了高质量的串行绝对式编码器。 最后，反馈脉冲计数电路的实现方法多种多样，常用的方法是通用IC级联，如4位UP/DOWN计数器，有时也会采用专用计数器来确保高精度和可靠性。 闭环伺服系统结合了精密的电机、高效的驱动技术和精确的反馈机制，共同确保了设备的高性能和稳定性，是现代制造业中不可或缺的技术支撑。