滿足機(jī)器人使用的伺服電機(jī)操作需要哪些條件？伺服電機(jī)的基本三種控制方式介紹！
人們對(duì)工業(yè)機(jī)器人并不陌生。隨著社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人在我們生活中的應(yīng)用越來越廣泛，發(fā)揮著越來越重要的作用。伺服電機(jī)作為工業(yè)機(jī)器人的核心部件，需要具備哪些條件才能滿足工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行要求？
首先，快速反應(yīng)。從接收到命令信號(hào)到完成命令要求的工作狀態(tài)的時(shí)間應(yīng)縮短。對(duì)指令信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間越短，伺服電機(jī)系統(tǒng)的靈敏度越高，快速響應(yīng)性能越好。通常，伺服電機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)用于解釋伺服電機(jī)的快速響應(yīng)性能。
伺服電機(jī)滿足工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行的哪些條件？
二是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩慣性比大。在驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)，要求機(jī)器人的伺服電機(jī)具有大的啟動(dòng)力矩和小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
第三，由于控制特性的連續(xù)性和線性，電機(jī)速度可以隨著控制信號(hào)的變化而不斷變化。有時(shí)，要求速度與控制信號(hào)成比例或近似成比例。二是調(diào)速范圍寬。可在1000~10000范圍內(nèi)使用。當(dāng)然，為了匹配機(jī)器人的形狀，伺服電機(jī)體積小、體積小、軸向尺寸短。第三,能承受惡劣工況,能進(jìn)行非常頻繁的正反向加減速,并能在短時(shí)間內(nèi)承受幾次過載。
由于其高轉(zhuǎn)矩慣性比、無刷和換向火花等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)機(jī)器人中得到了廣泛的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)三相永磁同步伺服電機(jī)的電流源調(diào)制（PWM）逆變器和電流環(huán)為內(nèi)環(huán)、速度環(huán)為外環(huán)的多閉環(huán)控制系統(tǒng)，一般采用電流源脈寬調(diào)制（PWM）逆變器。
只有有好的零件，機(jī)器才能發(fā)揮作用。因此，選擇好的伺服電機(jī)也是標(biāo)準(zhǔn)。
伺服電機(jī)的基本三種控制方式？
伺服系統(tǒng)又稱隨動(dòng)系統(tǒng)，是用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個(gè)過程的反饋控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
伺服主要靠脈沖來定位，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，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，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。
簡(jiǎn)單介紹了一下伺服電機(jī)的工作原理，接著看看它的三種控制方式：
1、位置模式
2、轉(zhuǎn)矩模式
3、速度模式
下面，就來依序看一下伺服電機(jī)的這三種控制方式到底是怎么回事。
1、位置模式
看這個(gè)名字，就能猜到個(gè)大概了，說白了就是對(duì)位置要求比較高，比如直線伺服模組這種機(jī)構(gòu)，需要滑動(dòng)機(jī)構(gòu)停止準(zhǔn)確，就用這種模式，說到這里，咱們順帶來看一下滾珠絲桿式模組的組成
自動(dòng)化中應(yīng)用的基本都是這種模式，還有就是，在位置模式下，PLC一般都是以通過發(fā)送脈沖給驅(qū)動(dòng)器的方式，來控制伺服系統(tǒng)。
那這種模式下，PLC又是怎么控制伺服電機(jī)的呢：通過發(fā)送的脈沖的頻率，來確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大??；通過發(fā)送脈沖的個(gè)數(shù)來確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度；當(dāng)然也有些伺服系統(tǒng)，PLC可以通過通訊方式直接對(duì)速度和位移進(jìn)行賦值。
由于位置模式對(duì)速度和位置都有很嚴(yán)格的控制，所以一般應(yīng)用于需要精確定位的裝置，比如像上面說的直線模組，還有數(shù)控機(jī)床，印刷機(jī)械等等，可以說這種模式是應(yīng)用最廣的。
2、轉(zhuǎn)矩模式
一般來說，應(yīng)用轉(zhuǎn)矩模式，都是對(duì)電機(jī)的速度、位置沒有什么要求，只需要輸出一個(gè)恒轉(zhuǎn)矩，就像我剛才的那種使用工況。
和位置模式不同的是，轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接對(duì)地址的賦值來設(shè)定電機(jī)軸對(duì)外的輸出轉(zhuǎn)矩，比如說：伺服系統(tǒng)中，如果10V對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩是5N·m，那么外部輸入模擬量設(shè)置為5V時(shí)，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩就是2.5N·m。
這時(shí)，如果電機(jī)軸負(fù)載小于2.5N·m時(shí)，電機(jī)就會(huì)正轉(zhuǎn)；負(fù)載大于2.5N·m時(shí)，電機(jī)會(huì)跟著負(fù)載方向轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)然負(fù)載等于2.5N·m時(shí)，電機(jī)就不轉(zhuǎn)。
這種控制模式咱們使用的不是很多，一般都是應(yīng)用在對(duì)材質(zhì)的受力有嚴(yán)格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如饒線裝置或拉光纖設(shè)備，轉(zhuǎn)矩的設(shè)定要根據(jù)纏繞的半徑的變化，隨時(shí)更改以確保材質(zhì)的受力不會(huì)隨著纏繞半徑的變化而改變。
當(dāng)然，如果有其他場(chǎng)合用到了這種控制模式，也歡迎大家在評(píng)論區(qū)補(bǔ)充。
3、速度模式
在這種模式下，控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度有兩種方式：
1、外部對(duì)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖的頻率
就是通過上位機(jī)（比如PLC），對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送的脈沖頻率，來控制伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，這種方式和位置模式是一樣的。
2、通過模擬量的輸入
這個(gè)方式和轉(zhuǎn)矩模式差不多，0-10V分別對(duì)應(yīng)的不同速度，外部輸入模擬量設(shè)定為不同的電壓時(shí)，伺服電機(jī)就會(huì)輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。
在速度模式下，伺服系統(tǒng)本身沒辦法做定位，如果想要實(shí)現(xiàn)定位功能，需要將電機(jī)的位置信號(hào)或者是負(fù)載的位置信號(hào)反饋給上位機(jī)，然后再由上位機(jī)進(jìn)行運(yùn)算控制，說白了就是：需要另外檢測(cè)電機(jī)或者負(fù)載的位置。
位置模式也支持直接負(fù)載外環(huán)檢測(cè)位置信號(hào)，此時(shí)的電機(jī)軸端的編碼器只檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速，位置信號(hào)就由最終負(fù)載端的檢測(cè)裝置來提供了
