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工業(ye)機器人電動伺服系(xi)統的一般(ban)結構(gou)為三個閉環(huan)控制(zhi)，即電流環(huan)、速度環(huan)和位(wei)置環(huan)。一般(ban)情況下，對于(yu)交流伺服驅動器，可通過對其內部功能參數進(jin)行人工設定而(er)實現位(wei)置控制(zhi)、速度控制(zhi)、轉矩(ju)控制(zhi)等多(duo)種功能。

1.如何正確選(xuan)擇伺(si)服電機(ji)和(he)步進電機(ji)？

答：主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)視具體應用情況而定(ding)(ding)，簡單地說要(yao)(yao)(yao)(yao)確定(ding)(ding)：負(fu)載(zai)(zai)的(de)性(xing)質（如水(shui)平還是(shi)垂(chui)直負(fu)載(zai)(zai)等），轉(zhuan)矩、慣量、轉(zhuan)速(su)、精(jing)度(du)、加減(jian)速(su)等要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)，上位控(kong)制要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)（如對(dui)端口界面和通訊方面的(de)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)），主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)(yao)控(kong)制方式是(shi)位置、轉(zhuan)矩還是(shi)速(su)度(du)方式。供電(dian)電(dian)源(yuan)是(shi)直流還是(shi)交流電(dian)源(yuan)，或電(dian)池(chi)供電(dian)，電(dian)壓范圍(wei)。據此(ci)以確定(ding)(ding)電(dian)機和配用驅動器(qi)或控(kong)制器(qi)的(de)型(xing)號。

2.選(xuan)擇步進電(dian)機還是伺服(fu)電(dian)機系統(tong)？

答：其實，選擇什(shen)么(me)樣的電機應根據具體應用情況而定，各有其特點。

3.如何配用步(bu)進電機(ji)驅動(dong)器？

答：根據電(dian)機的電(dian)流，配(pei)用大于或(huo)等于此電(dian)流的驅(qu)動(dong)器(qi)。如(ru)果需要低振動(dong)或(huo)高(gao)精(jing)度時，可(ke)配(pei)用細分型(xing)驅(qu)動(dong)器(qi)。對于大轉矩電(dian)機，盡可(ke)能用高(gao)電(dian)壓型(xing)驅(qu)動(dong)器(qi)，以獲得良好的高(gao)速性能。

4. 2相(xiang)和5相(xiang)步進電(dian)機有何區別，如何選擇？

答(da)：2相電(dian)機(ji)成本低，但在低速時(shi)的震(zhen)動較(jiao)大，高(gao)速時(shi)的力(li)矩(ju)下降(jiang)快。5相電(dian)機(ji)則(ze)振動較(jiao)小，高(gao)速性能(neng)好，比2相電(dian)機(ji)的速度(du)高(gao)30~50% ，可(ke)在部(bu)分場合取代(dai)伺(si)服電(dian)機(ji)。

5.何時選用直流(liu)伺(si)服(fu)系統，它和(he)交(jiao)流(liu)伺(si)服(fu)有(you)何區別？

答：直(zhi)流(liu)伺服(fu)電(dian)機分為(wei)有刷(shua)和(he)無刷(shua)電(dian)機。

有(you)刷電機成本低，結構簡(jian)單(dan)，啟動轉矩大，調速(su)范圍寬，控制容易，需要維(wei)護，但(dan)維(wei)護方便（換碳(tan)刷），產(chan)生電磁干擾，對(dui)環境有(you)要求。因此它可以(yi)用于對(dui)成本敏感的普(pu)通工業和民用場合。

無(wu)刷電(dian)機體積小，重量輕，出力大，響(xiang)應快，速度(du)(du)高(gao)，慣量小，轉動平滑，力矩穩(wen)定。控制復雜，容易實現智能(neng)化(hua)，其電(dian)子換(huan)(huan)相(xiang)方式(shi)靈活(huo)，可(ke)以方波(bo)換(huan)(huan)相(xiang)或正弦波(bo)換(huan)(huan)相(xiang)。電(dian)機免(mian)維護，效率很高(gao)，運(yun)行溫度(du)(du)低(di)，電(dian)磁輻射很小，長壽命，可(ke)用于各種環境。

交(jiao)流伺服電機也(ye)是無刷電機，分為同(tong)(tong)步(bu)和異步(bu)電機，目前(qian)運動控制(zhi)中一(yi)般都用同(tong)(tong)步(bu)電機，它的功率范(fan)圍大(da)，可以(yi)做到很大(da)的功率。大(da)慣量，最高轉動速(su)度低(di)，且隨著功率增大(da)而快速(su)降(jiang)低(di)。因而適合做低(di)速(su)平穩運行的應用。

6.使用電機時要(yao)注(zhu)意的問題？

答：上電運行(xing)前要作(zuo)如下檢查：

1） 電(dian)(dian)(dian)源電(dian)(dian)(dian)壓是否合(he)適（過壓很(hen)可(ke)能造成(cheng)驅動(dong)模塊的(de)損壞）；對于直流輸入的(de) +/- 極性一(yi)定不(bu)能接錯，驅動(dong)控制器上的(de)電(dian)(dian)(dian)機型號或電(dian)(dian)(dian)流設定值是否合(he)適（開始時不(bu)要太大）；

2） 控制信號線(xian)(xian)接牢靠(kao)，工(gong)業現場(chang)最好要考慮屏(ping)蔽問(wen)題（如(ru)采用雙(shuang)絞線(xian)(xian)）；

3） 不要(yao)開始時(shi)就把需要(yao)接(jie)的線全(quan)接(jie)上，只連成最基本(ben)的系統，運行良好(hao)后，再逐步連接(jie)。

4） 一定要(yao)搞清楚(chu)接地方法，還(huan)是采用浮空不接。

5） 開始運行的半小時內要密切觀察電機的狀態，如(ru)運動(dong)是否正常，聲(sheng)音和溫升情況，發現問(wen)題立即停機調整。

7.步進(jin)電機啟動(dong)運行時(shi)(shi)，有時(shi)(shi)動(dong)一下就不動(dong)了或原地來回動(dong)，運行時(shi)(shi)有時(shi)(shi)還(huan)會失步，是什么(me)問題？

一般(ban)要(yao)考慮(lv)以下方面(mian)作檢查：

1） 電(dian)機力矩是否足(zu)夠(gou)大，能(neng)否帶動負(fu)載(zai)，因此我們(men)一般推薦用戶選(xuan)型時(shi)要選(xuan)用力矩比實際需要大 50%~100% 的電(dian)機，因為步進電(dian)機不能(neng)過負(fu)載(zai)運行(xing)，哪怕是瞬(shun)間(jian)，都會造成失步，嚴重時(shi)停轉(zhuan)或(huo)不規(gui)則原地反復動。

2） 上位(wei)控制(zhi)器來的(de)(de)輸(shu)入走步脈沖的(de)(de)電流是(shi)(shi)否夠大（一般要 >10mA ），以(yi)使(shi)光耦穩定導通，輸(shu)入的(de)(de)頻率(lv)是(shi)(shi)否過高，導致接收不到，如(ru)果上位(wei)控制(zhi)器的(de)(de)輸(shu)出電路是(shi)(shi)CMOS 電路，則也(ye)要選(xuan)用 CMOS 輸(shu)入型(xing)的(de)(de)驅(qu)動器。微信號技成培(pei)訓值得你關注。

3）啟動(dong)頻率是(shi)否太高，在啟動(dong)程(cheng)序上(shang)是(shi)否設置了(le)加速過程(cheng)，最(zui)好從電機規(gui)定的(de)啟動(dong)頻率內開始加速到(dao)設定頻率，哪怕加速時間(jian)很短，否則可能就不穩定，甚至處(chu)于惰態。

4） 電機(ji)未(wei)固定好時，有(you)時會出(chu)現此(ci)(ci)狀況，則屬(shu)于正常。因為，實際(ji)上此(ci)(ci)時造成了(le)電機(ji)的強烈共振而導致進(jin)入失(shi)步狀態。電機(ji)必須固定好。

5）對于 5 相電機(ji)來說(shuo)，相位接錯，電機(ji)也不能工作(zuo)。

8.我想通(tong)(tong)過(guo)通(tong)(tong)訊方式直接控制伺服(fu)電機，可以嗎？

可以的(de)(de)，也比(bi)較(jiao)方便，只是速(su)(su)度(du)(du)問題，用(yong)(yong)于對響(xiang)應速(su)(su)度(du)(du)要求不太(tai)高的(de)(de)應用(yong)(yong)。如(ru)果(guo)要求快速(su)(su)的(de)(de)響(xiang)應控制參數(shu)，最好用(yong)(yong)伺服運動(dong)控制卡(ka)，一般它(ta)上面有(you)DSP 和高速(su)(su)度(du)(du)的(de)(de)邏輯處理電(dian)路，以實(shi)現高速(su)(su)高精(jing)度(du)(du)的(de)(de)運動(dong)控制。如(ru) S 加速(su)(su)、多軸插補等。

9.用(yong)開(kai)關(guan)電(dian)源給(gei)步進(jin)和直(zhi)流電(dian)機系統供電(dian)好(hao)不(bu)好(hao)？

一般最好不要(yao)，特別是(shi)大力矩電機，除非選用(yong)比需要(yao)的(de)功率大一倍以上的(de)開關(guan)電源(yuan)。因為，電機工作(zuo)時是(shi)大電感型負載(zai)，會對電源(yuan)端形成(cheng)瞬間(jian)的(de)高(gao)壓。而開關(guan)電源(yuan)的(de)過載(zai)性(xing)能不好，會保護(hu)關(guan)斷，且(qie)其精(jing)密的(de)穩壓性(xing)能又不需要(yao)，有時可(ke)能造成(cheng)開關(guan)電源(yuan)和驅動器(qi)的(de)損(sun)壞。可(ke)以用(yong)常規的(de)環形或R 型變壓器(qi)變壓的(de)直流電源(yuan)。

10.想用±10V或(huo)4~20mA的直流電壓來(lai)控制步進電機(ji)，可以嗎？

可以，但需要另外(wai)的轉換(huan)模塊。

11.有一個的伺服(fu)電(dian)機帶編碼(ma)器反饋(kui)，可(ke)否用只帶測速機口的伺服(fu)驅(qu)動器控(kong)制？

可(ke)以，需要(yao)配一個編碼器轉測速機信號模塊。

12.伺服(fu)電機的碼(ma)盤部(bu)分可以(yi)拆(chai)開嗎？

禁(jin)止拆開(kai)，因為(wei)碼盤內的石英片(pian)很容易破(po)裂，且進入(ru)灰塵(chen)后，壽命和(he)精度都(dou)將無法(fa)保證，需(xu)要專業人員檢修。

13.步進和伺(si)服(fu)電機可以拆開(kai)檢修或改裝(zhuang)嗎？

不要，最好(hao)讓廠(chang)家去(qu)做，拆開后沒有專業設(she)備(bei)很難安裝回原樣，電機(ji)的(de)轉定子間的(de)間隙無法保(bao)證。磁鋼材料的(de)性能(neng)被破壞，甚(shen)至造成失磁，電機(ji)力矩大大下降。

14.伺服控制器(qi)能夠感知外部負載(zai)的(de)變化嗎(ma)？

如(ru)遇(yu)到設定阻力(li)時停止、返(fan)回或保持一定的(de)推力(li)跟(gen)進。

15.可(ke)以將國產的驅(qu)動器或電(dian)機(ji)和國外優質的電(dian)機(ji)或驅(qu)動器配用嗎？

原則上是可以的(de)(de)，但要搞清(qing)楚(chu)電機(ji)的(de)(de)技術參數后(hou)才能配用(yong)，否則會大大降(jiang)低應(ying)有的(de)(de)效果，甚(shen)至影響(xiang)長期(qi)運(yun)行和(he)壽命。最好向供應(ying)商咨詢后(hou)再決定。

16.使用大于(yu)額定電(dian)壓(ya)值的直流(liu)電(dian)源電(dian)壓(ya)驅動電(dian)機安全嗎？

正(zheng)(zheng)常(chang)來(lai)說這不(bu)是問(wen)題(ti)，只要電(dian)機在所設(she)定(ding)的速(su)度和電(dian)流極限值(zhi)內運行。因(yin)為電(dian)機速(su)度與電(dian)機線電(dian)壓成正(zheng)(zheng)比，因(yin)此選擇(ze)某種(zhong)電(dian)源電(dian)壓不(bu)會(hui)引起過速(su)，但可能發生驅(qu)動器等故障。

此外，必須保(bao)證電機符合驅動(dong)器的(de)最小電感系數要求，而且還要確保(bao)所設(she)定(ding)的(de)電流極限(xian)值小于或等(deng)于電機的(de)額定(ding)電流。

事(shi)實上，如(ru)果你(ni)能在你(ni)設計的(de)裝置中讓電(dian)機(ji)跑地比較慢的(de)話 ( 低(di)于額定電(dian)壓 ) ，這是很(hen)好的(de)。

以較(jiao)(jiao)低的(de)電(dian)壓(ya) ( 因此比(bi)較(jiao)(jiao)低的(de)速度 ) 運(yun)行會使得電(dian)刷運(yun)轉(zhuan)反彈較(jiao)(jiao)少，而且(qie)電(dian)刷 / 換向器磨損(sun)較(jiao)(jiao)小(xiao)，比(bi)較(jiao)(jiao)低的(de)電(dian)流消耗和比(bi)較(jiao)(jiao)長的(de)電(dian)機(ji)壽命。

另一方面(mian)，如果電機大小(xiao)的(de)限(xian)制(zhi)和性(xing)能的(de)要(yao)求需(xu)要(yao)額外的(de)轉(zhuan)矩及速度，過度驅(qu)動電機也是可以的(de)，但會犧牲產品的(de)使(shi)用壽命。

17.如何(he)為(wei)應(ying)用選擇適當的供電(dian)電(dian)源？

推(tui)薦(jian)選(xuan)擇電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓值(zhi)比最大所(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓高 10%-50% 。此百分比因 Kt， Ke， 以及(ji)系統內的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓降而(er)不(bu)同。驅(qu)動器的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)值(zhi)應(ying)該足夠傳送應(ying)用所(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)能量。記住驅(qu)動器的(de)(de)輸出(chu)(chu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓值(zhi)與供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓不(bu)同， 因此驅(qu)動器輸出(chu)(chu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)也與輸入(ru)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)不(bu)相同。為確定(ding)合(he)適的(de)(de)供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，需(xu)(xu)要計算此應(ying)用所(suo)有(you)的(de)(de)功率(lv)需(xu)(xu)求，再增加 5% 。按 I = P/V 公式計算即可得到(dao)所(suo)需(xu)(xu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)值(zhi)。

推薦選擇(ze)電(dian)(dian)源電(dian)(dian)壓(ya)(ya)值(zhi)(zhi)比最(zui)大所需(xu)(xu)的(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)高 10%-50% 。此(ci)百分比因 Kt， Ke， 以(yi)及(ji)系(xi)統內的(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)降而不(bu)(bu)同(tong)。驅動器的(de)(de)電(dian)(dian)流值(zhi)(zhi)應該足夠(gou)傳送(song)應用所需(xu)(xu)的(de)(de)能量。記(ji)住驅動器的(de)(de)輸(shu)出電(dian)(dian)壓(ya)(ya)值(zhi)(zhi)與供電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)不(bu)(bu)同(tong)， 因此(ci)驅動器輸(shu)出電(dian)(dian)流也(ye)與輸(shu)入電(dian)(dian)流不(bu)(bu)相同(tong)。為確定合適的(de)(de)供電(dian)(dian)電(dian)(dian)流，需(xu)(xu)要計算此(ci)應用所有(you)的(de)(de)功率需(xu)(xu)求，再增加 5% 。按 I = P/V 公式計算即可(ke)得(de)到所需(xu)(xu)電(dian)(dian)流值(zhi)(zhi)。

18.對于(yu)伺服(fu)驅動器我可以選擇那(nei)種工作方(fang)式？

不同的(de)模式并不全部存在于所有型號的(de)驅動器中(zhong)

19.驅(qu)動器和(he)系統如(ru)何接地？

a. 如(ru)果在交流(liu)電(dian)源和驅(qu)動器直(zhi)(zhi)流(liu)總(zong)線（如(ru)變(bian)壓(ya)器）之(zhi)間沒有(you)隔離的(de)(de)(de)(de)話(hua)，不要將直(zhi)(zhi)流(liu)總(zong)線的(de)(de)(de)(de)非(fei)隔離端(duan)口(kou)或非(fei)隔離信(xin)號的(de)(de)(de)(de)地(di)(di)(di)接(jie)大(da)地(di)(di)(di)，這可能會導致(zhi)設備損壞和人員傷害。因(yin)為交流(liu)的(de)(de)(de)(de)公共電(dian)壓(ya)并不是對大(da)地(di)(di)(di)的(de)(de)(de)(de)，在直(zhi)(zhi)流(liu)總(zong)線地(di)(di)(di)和大(da)地(di)(di)(di)之(zhi)間可能會有(you)很高的(de)(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)。

b. 在(zai)多(duo)數伺(si)服系統中，所有的公共地(di)(di)和大(da)地(di)(di)在(zai)信號端(duan)是(shi)接在(zai)一起(qi)的。多(duo)種連接大(da)地(di)(di)方式(shi)產生的地(di)(di)回路很容易受噪音影(ying)響而在(zai)不同(tong)的參考點上產生流。

c. 為了保(bao)持命令參考(kao)電壓的(de)(de)(de)恒定，要將驅(qu)動(dong)器的(de)(de)(de)信號地(di)接(jie)到(dao)控制器的(de)(de)(de)信號地(di)。它(ta)也(ye)會(hui)接(jie)到(dao)外部電源(yuan)的(de)(de)(de)地(di)，這將影響到(dao)控制器和驅(qu)動(dong)器的(de)(de)(de)工作(zuo)（如：編碼器的(de)(de)(de)5V電源(yuan)）。

d.屏(ping)蔽層(ceng)(ceng)接(jie)(jie)地是比較困(kun)難的，有幾種方(fang)法。正(zheng)確的屏(ping)蔽接(jie)(jie)地處是在其(qi)電路內部的參考(kao)電位點上。這(zhe)個(ge)點取決(jue)于噪聲源和(he)接(jie)(jie)收(shou)是否同時(shi)接(jie)(jie)地，或者浮空。要確保(bao)屏(ping)蔽層(ceng)(ceng)在同一個(ge)點接(jie)(jie)地使得地電流不會(hui)流過屏(ping)蔽層(ceng)(ceng)。

20.減速器為什么不能和(he)電(dian)機正好相配在標準轉矩點(dian)？

如果考慮到電機(ji)產生的(de)經過減(jian)速(su)器的(de)最大(da)連續轉(zhuan)矩，許多(duo)減(jian)速(su)比會(hui)遠(yuan)遠(yuan)超過減(jian)速(su)器的(de)轉(zhuan)矩等級。

如果我們(men)要設計每個減速(su)器來匹配(pei)滿(man)轉矩，減速(su)器的內(nei)部(bu)齒(chi)輪會有(you)太多(duo)組合 ( 體(ti)積較(jiao)大、材料多(duo) ) 。

這樣會使得產品(pin)價格高(gao)，且違反(fan)了產品(pin)的(de)“高(gao)性能(neng)、小體積(ji)”原則。

21.如何選用(yong)電動缸、滑臺(tai)、精密(mi)平臺(tai)類產品(pin)？其成本是如何計算的？

選擇致動(dong)執行器類產品關鍵要(yao)(yao)(yao)看您(nin)對運(yun)動(dong)參(can)(can)數有(you)什么樣(yang)的(de)要(yao)(yao)(yao)求，可以根據您(nin)需(xu)要(yao)(yao)(yao)的(de)應 用來確定具體運(yun)動(dong)參(can)(can)數等技術條件，這些參(can)(can)數要(yao)(yao)(yao)符合(he)您(nin)的(de)實際需(xu)要(yao)(yao)(yao)，既要(yao)(yao)(yao)滿(man)足應用要(yao)(yao)(yao)求并留(liu)有(you)余地，也不要(yao)(yao)(yao)提得(de)太高(gao)，否則其(qi)成本可能會數倍于標準(zhun)型產品。舉(ju)例(li)來說，如果0.1mm精度夠(gou)用的(de)話，就不要(yao)(yao)(yao)選0.01mm的(de)參(can)(can)數。其(qi)它如負載能力(li)、速度等也是(shi)如此。

另外一(yi)個(ge)給用戶的(de)(de)(de)(de)選型(xing)建議是(shi)(shi)，如果不(bu)(bu)是(shi)(shi)必須，推拉力或負重、速度、定位精度這三個(ge)主(zhu)要(yao)(yao)(yao)參(can)數不(bu)(bu)要(yao)(yao)(yao)同時要(yao)(yao)(yao)求很高(gao)，因為(wei)致動(dong)(dong)(dong)執行器是(shi)(shi)一(yi)個(ge)高(gao)精度高(gao)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)機電一(yi)體(ti)化(hua)產(chan)品，我們(men)在設計制造時需(xu)要(yao)(yao)(yao)從機械結構(gou)、電氣性能、材(cai)(cai)料特性、材(cai)(cai)質和處(chu)理方法等(deng)(deng)多方面(mian)考慮并選擇相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)組成電機、驅(qu)動(dong)(dong)(dong)控制器和反饋裝置(zhi)，以及不(bu)(bu)同精度等(deng)(deng)級的(de)(de)(de)(de)導(dao)軌、絲桿、支撐座和其它(ta)機械系統，使之達到(dao)需(xu)要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)整體(ti)運(yun)動(dong)(dong)(dong)參(can)數，可(ke)謂牽一(yi)發動(dong)(dong)(dong)全身的(de)(de)(de)(de)產(chan)品。當然，您(nin)有高(gao)要(yao)(yao)(yao)求的(de)(de)(de)(de)產(chan)品需(xu)要(yao)(yao)(yao)，我們(men)還是(shi)(shi)可(ke)以滿足，只(zhi)是(shi)(shi)成本會相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)提高(gao)。