什么是伺服系统?它的科学的定义有两个。一是实现输出变量精确地跟随或复现输入变量的控制系统;二是包含功率放大和反馈,使得输出变量的值紧密地响应输入量值的一种自动控制系统。我们来举个例子来进一步说明:伺服电动机、机械减速或耦合机构、伺服控制器、传感器等组成,这些就是伺服系统的大致的结构。伺服控制器由FPGA控制IP核,伺服组件则需要考虑电磁兼容、热分析与设计等,它的最终的目的就是能使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)任意变化,从而实现完美的控制我们需要控制的设备的运作。
典型应用
A、伺服系统在铣床上的应用
机床的X、Y、Z、W、V轴分别由五台伺服控制器控制,由各自的电位器控制发出模拟电压控制各轴的进给速度。机床的手动脉冲发生器,通过轴选通信号分别接到五台伺服控制器外部信号输入口,控制各轴的进给和定位。主要功能是利用电位器调速(用户可用位置旋钮选择正转、反转或停止,用电位器进行模拟量调速,系统有抱闸控制,限位保护及急停保护功能)以及手脉对刀(用户可操作手摇脉冲发生器,选择需要控制的轴并选择数个倍率,进行对刀操作,系统有抱闸控制,限位保护及急停保护功能)。
B、纸箱包装行业中前缘送纸应用
所有的控制功能都集成在驱动器程序中,内置PLC最高扫描周期1ms,可为客户特殊要求定制程序,整套系统安装方便快捷,调试简单,操作人性化;位置实时跟随性能佳,系统动态误差低,内置动态补偿功能,提高同一转速和变速下的精度;支持单圈/多圈高精度编码器,自动寻零,自动调整起始相位角;可同步机弱磁增速功能及动态纠偏功能;延长送纸功能和人性化调试。
C、在立式包装机中的应用
立式包装机的纵封轴(也是送膜轴)作为系统主轴。横封、划线、切断等3轴跟随主轴运作,横封、划线、切断伺服控制器直接抓取膜位色标信号进行位置检测,薄膜经成型器成型后变为筒膜,并进行纵向热封,包装膜向下方运动,横封轴动作,同时物料被送进筒膜内,一起向下继续运动,等下个光标信号进来时横封轴再动作一次,这样一包的三热封的动作完成,当包装膜继续向下运动,色标传感器检测到色标,驱动器收到色标传感器的信号后动作,在光标处划下一道锯齿形的切痕,划线动作完成,当上位机(PLC)计数到达5时,发出信号给切断轴伺服,使得切断轴伺服能接收到色标传感器的信号,这样色标传感器的信号接到后切断轴伺服动作,5连包的包装物包装完成。
此系统包括PLC、HMI、伺服以及温度控制模块,由于伺服控制器内含电子凸轮功能,四台伺服即可完成送膜、送料以及裁切工艺,PLC只需做简单I/O控制,大大节省了上位机的昂贵成本,程序的规划也更加简单。
D、在石油成型机上的应用
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