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再舉一個(gè)相關(guān)例子。如果將處理數據的過(guò)程智能化，那么那些耗電量大的生產(chǎn)過(guò)程就會(huì )被發(fā)現并取消。上述應用更高能降低企業(yè)80%的成本。所以，我們可以說(shuō)，工業(yè)4.0創(chuàng )造了整個(gè)聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)的藍圖。在這幅藍圖中，機器通過(guò)整個(gè)價(jià)值鏈管理自身，預定加工機器和原料，并將產(chǎn)品直接送到消費者手里。

如果歐洲想要在未來(lái)市場(chǎng)中有個(gè)高起點(diǎn)的話(huà)，就必須從現在開(kāi)始奠定基礎，運動(dòng)伺服一般都是三環(huán)控制系統，從內到外依次是電流環(huán)速度環(huán)位置環(huán)。

1、首先電流環(huán)：電流環(huán)的輸入是速度環(huán)PID調節后的那個(gè)輸出，我們稱(chēng)為“電流環(huán)給定”吧，然后呢就是電流環(huán)的這個(gè)給定和“電流環(huán)的反饋”值進(jìn)行比較后的差值在電流環(huán)內做PID調節輸出給電機，“電流環(huán)的輸出”就是電機的每相的相電流，“電流環(huán)的反饋”不是編碼器的反饋而是在驅動(dòng)器內部安裝在每相的霍爾元件(磁場(chǎng)感應變?yōu)殡娏麟妷盒盘?反饋給電流環(huán)的。

2、速度環(huán)：速度環(huán)的輸入就是位置環(huán)PID調節后的輸出以及位置設定的前饋值，我們稱(chēng)為“速度設定”，這個(gè)“速度設定”和“速度環(huán)反饋”值進(jìn)行比較后的差值在速度環(huán)做PID調節(主要是比例增益和積分處理)后輸出就是上面講到的“電流環(huán)的給定”。速度環(huán)的反饋來(lái)自于編碼器的反饋后的值經(jīng)過(guò)“速度運算器”得到的。

3、位置環(huán)：位置環(huán)的輸入就是外部的脈沖(通常情況下，直接寫(xiě)數據到驅動(dòng)器地址的伺服例外)，外部的脈沖經(jīng)過(guò)平滑濾波處理和電子齒輪計算后作為“位置環(huán)的設定”，設定和來(lái)自編碼器反饋的脈沖信號經(jīng)過(guò)偏差計數器的計算后的數值在經(jīng)過(guò)位置環(huán)的PID調節(比例增益調節，無(wú)積分微分環(huán)節)后輸出和位置給定的前饋信號的合值就構成了上面講的速度環(huán)的給定。位置環(huán)的反饋也來(lái)自于編碼器。

編碼器安裝于伺服電機尾部，它和電流環(huán)沒(méi)有任何聯(lián)系，他采樣來(lái)自于電機的轉動(dòng)而不是電機電流，和電流環(huán)的輸入、輸出、反饋沒(méi)有任何聯(lián)系。而電流環(huán)是在驅動(dòng)器內部形成的，即使沒(méi)有電機，只要在每相上安裝模擬負載(例如電燈泡)電流環(huán)就能形成反饋工作。 <發(fā)于2014-10-25>

看驅動(dòng)器上的錯誤、報警號，然后查手冊。如果連報警都沒(méi)有了，那自然就是驅動(dòng)器故障，當然，還有可能是根本伺服就沒(méi)有故障，而是控制信號錯誤導致伺服沒(méi)有動(dòng)作?！　?/p>

除了看驅動(dòng)器上的錯誤、報警號，然后查手冊外，有時(shí)最直接判斷方法是更換，如X與Z軸伺服換(型號相同才可以)?；蛐薷膮?，如把X軸鎖住，不讓系統檢測X軸，但應注意：X軸與Z軸互換，即使型號相同，進(jìn)口設備也可能因為負載不同、參數不同而產(chǎn)生問(wèn)題。當然，如果是國產(chǎn)設備，通常不會(huì )針對使用情況調整伺服參數，一般不會(huì )有問(wèn)題。但應注意X軸與Z軸電機功率轉矩是否相同、電機絲桿是否直聯(lián)以及電子齒輪減速比方面事宜。<發(fā)于2014-09-27>

很多因素會(huì )導致電機故障，以下列出了五種最為常見(jiàn)的原因。但是，如果正確使用和維護電機，環(huán)境管理得當，可以預防這些問(wèn)題。

1、過(guò)熱

過(guò)熱是電機故障的更大元兇。事實(shí)上，本文所列的其它四個(gè)原因之所以上榜，部分是因為它們會(huì )產(chǎn)生熱量。理論上，每增加10°C熱量，繞組絕緣的壽命就會(huì )減半。所以，確保電機在合適的溫度下運行是延長(cháng)其壽命的更佳方式。

2、潤滑不當潤滑是一個(gè)度的問(wèn)題。過(guò)度潤滑或者潤滑不夠都會(huì )產(chǎn)生危害。另外，也要注意潤滑劑中的污染問(wèn)題，以及使用的潤滑劑是否適合手頭的任務(wù)。

3、供電問(wèn)題

高頻開(kāi)關(guān)和脈沖寬度調制引起的諧波電流可能導致電壓和電流失真，過(guò)載和過(guò)熱。從而縮短電機及部件的壽命，增加長(cháng)期設備成本。另外，電涌本身還會(huì )造成電壓過(guò)高和過(guò)低。要解決這個(gè)問(wèn)題，必須持續關(guān)注和檢查供電狀況。

4、潮濕

潮濕本身會(huì )侵蝕電機部件。當潮濕和空氣中的顆粒污染物混合起來(lái)，更是對電機的致命傷，進(jìn)一步縮短泵機壽命。

5、灰塵和污染空氣中的各類(lèi)懸浮顆粒會(huì )進(jìn)入電機內部，并產(chǎn)生各種危害。腐蝕性顆?？赡苣p部件，導電顆?？赡芨蓴_部件電流。而顆粒一旦堵塞冷卻通道，又會(huì )加速過(guò)熱。顯然，選擇正確的IP防護等級一定程度上可以緩解該問(wèn)題。

以上這些問(wèn)題都是相互關(guān)聯(lián)的，單獨處理其中一個(gè)很難完全解決。同時(shí)，這些問(wèn)題也具備一個(gè)共同點(diǎn)：如果正確使用和維護電機，環(huán)境管理得當，可以預防這些問(wèn)題。<發(fā)于2016-11-05>

電動(dòng)機異常判斷攻略 —— 看，聽(tīng)，聞，摸四種方法能及時(shí)預防和排除故障，保證電動(dòng)機的安全運行。　　

一、 看

　　觀(guān)察電動(dòng)機運行過(guò)程中有無(wú)異常，主要表現為一下幾種情況

　　1. 定子繞組短路時(shí)，可能看到電動(dòng)機冒煙;

　　2. 電動(dòng)機嚴重過(guò)載或缺相運行時(shí)，轉速會(huì )變慢而且有較沉重的“嗡嗡”聲;

　　3. 電動(dòng)機正常運行時(shí)，但突然停止時(shí)，會(huì )看到接線(xiàn)松脫處冒火花;保險絲熔斷或某部件被卡住的現象;

　　4. 若電動(dòng)機劇烈振動(dòng)，則可能是傳動(dòng)裝置被卡住或電動(dòng)機固定不良;

　　5. 若電動(dòng)機內接觸點(diǎn)和連接處有變色、燒痕和煙跡等，則說(shuō)明可能有局部過(guò)熱、導體連接處接觸不良或繞組燒毀等;　　

二、 聽(tīng)

　　電動(dòng)機正常運行時(shí)應發(fā)出均勻且較輕的“嗡嗡”聲，無(wú)雜音和特別的聲音。若發(fā)出的噪聲太大，包括電磁噪聲，軸承雜音，通風(fēng)噪聲，機械摩擦聲扽個(gè)，均可能是故障先兆或故障現象。

　　1. 對于電磁噪聲，如果電動(dòng)機發(fā)出忽高忽低且沉重的聲音，則原因可能是一下幾種：

　　(1) 定子和轉子間氣隙不均勻，此聲音忽高忽低且高低音間隙時(shí)間不變，這是軸承磨損從而使定子與轉子不同心所致;

　　(2) 三項電流不平衡。這是三相繞組存在誤接地，短路和接觸不良等原因，若聲音很沉悶則說(shuō)明電動(dòng)機嚴重過(guò)載或缺相運行;

　　(3) 鐵芯松動(dòng)。電動(dòng)機在運行中因振動(dòng)使鐵芯固定螺栓松松造成鐵芯硅鋼片松松，發(fā)出噪聲。

　　2. 對于軸承雜聲，應在電動(dòng)機運行中經(jīng)常監聽(tīng)。監聽(tīng)方法是：將螺絲刀一端頂在軸承安裝部位，另一端貼近耳朵，便可聽(tīng)到軸承運轉聲。若聲音為連續而細小的“沙沙”聲，不會(huì )有忽高忽低的變化及金屬摩擦聲，則軸承是正常運行，若出現一下幾種聲音則為不正?，F象：

　　(1)軸承運行時(shí)有“吱吱”聲，這事金屬摩擦聲，一般為軸承缺油所致，應拆開(kāi)軸承加注適量潤滑脂;

　　(2)若出現“唧哩”聲，這是滾珠轉動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音，一般為潤滑脂干涸或缺油引起，可加注適量油脂;

　　(3)若出現“喀喀”聲，或“喀吱”聲，則為軸承內滾珠不規則運動(dòng)而產(chǎn)生的聲音，這是軸承內滾珠損壞或電動(dòng)機長(cháng)期不用，潤滑脂干涸所致。

　　3. 若傳動(dòng)機構和被傳動(dòng)機構發(fā)出連續而忽高忽低的聲音，可以分為一下幾種情況處理：

　　(1)周期性“啪啪”聲，為皮帶接頭不平滑引起;

　　(2)周期性“咚咚”聲，為聯(lián)軸器或皮帶輪與軸間松動(dòng)以及鍵或鍵槽磨損引起;

　　(3)不均勻的碰撞聲，為風(fēng)葉碰撞風(fēng)扇罩引起?！　?/span>

三、 聞

　　通過(guò)聞電動(dòng)機的氣味也能判斷及預防電動(dòng)機的故障。若發(fā)現有人、特殊的油漆味，說(shuō)明電動(dòng)機內部溫度過(guò)高，若發(fā)現有很重的糊味或焦臭味，則可能是絕緣層被擊穿或繞組已燒毀?！　?/span>

四、 摸

　　摸電動(dòng)機一些部位的溫度也可以判斷電動(dòng)機故障原因。為確保安全，用手模時(shí)應用手背去碰觸電機外殼、軸承周?chē)糠?，若發(fā)現溫度異常，其原因可能是一下幾種：

　　1. 通風(fēng)不良。如風(fēng)扇脫落。通風(fēng)道堵塞等;

　　2. 過(guò)載。致使電流過(guò)大而使定子繞組過(guò)熱;

　　3. 定子繞組匝間短路或三相電流不平衡;

　　4. 頻繁啟動(dòng)或制動(dòng);

　　5. 若軸承周?chē)鷾囟冗^(guò)高，則可能好似軸承損壞或缺油所致。<發(fā)于2014-11-25>

步進(jìn)電機是一種離散運動(dòng)的裝置，它和現代數字控制技術(shù)有著(zhù)本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內的數字控制系統中，步進(jìn)電機的應用十分廣泛。隨著(zhù)全數字式交流伺服系統的出現，交流伺服電機也越來(lái)越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發(fā)展趨勢，運動(dòng)控制系統中大多采用步進(jìn)電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動(dòng)機。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應用場(chǎng)合上存在著(zhù)較大的差異?，F就二者的使用性能作一比較。 

一、控制精度不同 

兩相混合式步進(jìn)電機步距角一般為3.6°、 1.8°，五相混合式步進(jìn)電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進(jìn)電機步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機床的步進(jìn)電機，其步距角為0.09°；德國百格拉公司（BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機的步距角。 

交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。以松下全數字式交流伺服電機為例，對于帶標準2500線(xiàn)編碼器的電機而言，由于驅動(dòng)器內部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當量為360°/10000=0.036°。對于帶17位編碼器的電機而言，驅動(dòng)器每接收217=131072個(gè)脈沖電機轉一圈，即其脈沖當量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進(jìn)電機的脈沖當量的1/655。 

二、低頻特性不同 

步進(jìn)電機在低速時(shí)易出現低頻振動(dòng)現象。振動(dòng)頻率與負載情況和驅動(dòng)器性能有關(guān)，一般認為振動(dòng)頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進(jìn)電機工作在低速時(shí)，一般應采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現象，比如在電機上加阻尼器，或驅動(dòng)器上采用細分技術(shù)等。 

交流伺服電機運轉非常平穩，即使在低速時(shí)也不會(huì )出現振動(dòng)現象。交流伺服系統具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統內部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機械的共振點(diǎn)，便于系統調整。 

三、矩頻特性不同 

步進(jìn)電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時(shí)會(huì )急劇下降，所以其更高工作轉速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為2000RPM或3000RPM）以?xún)?，都能輸出額定轉矩，在額定轉速以上為恒功率輸出。 

四、過(guò)載能力不同 

步進(jìn)電機一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機具有較強的過(guò)載能力。以松下交流伺服系統為例，它具有速度過(guò)載和轉矩過(guò)載能力。其更大轉矩為額定轉矩的三倍，可用于克服慣性負載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機因為沒(méi)有這種過(guò)載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩，便出現了力矩浪費的現象。 

五、運行性能不同 

步進(jìn)電機的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負載過(guò)大易出現丟步或堵轉的現象，停止時(shí)轉速過(guò)高易出現過(guò)沖的現象，所以為保證其控制精度，應處理好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅動(dòng)系統為閉環(huán)控制，驅動(dòng)器可直接對電機編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內部構成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì )出現步進(jìn)電機的丟步或過(guò)沖的現象，控制性能更為可靠。 

六、速度響應性能不同 

步進(jìn)電機從靜止加速到工作轉速（一般為每分鐘幾百轉）需要200～400毫秒。交流伺服系統的加速性能較好，以松下MSMA 400W交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。 

綜上所述，交流伺服系統在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機來(lái)做執行電動(dòng)機。所以，在控制系統的設計過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當的控制電機。

<發(fā)于2014-04-25>

自2008年以來(lái)，工業(yè)機器人在中國的銷(xiāo)量迅速放大，2012年銷(xiāo)售量已經(jīng)達到23000臺。工業(yè)機器人保有量從2000年的3500臺躍升至近10萬(wàn)臺。這些增長(cháng)需求主要來(lái)自于汽車(chē)、金屬、電子和機械制造等行業(yè)。

在所有應用領(lǐng)域中，工業(yè)機器人的滲透率還不足12%，市場(chǎng)需求潛力巨大，尤其在中國市場(chǎng)，隨著(zhù)制造成本增加、人口紅利開(kāi)始消退，以機器人替代人工的需求上升，將帶動(dòng)整個(gè)制造設備和技術(shù)升級。

工業(yè)機器人的控制系統和自動(dòng)化產(chǎn)品主要涉及伺服電機、減速機、控制器和傳感器等。而伺服電機可以分為兩大塊，一塊是電機本體，一塊則是運動(dòng)控制系統。

電機

電機用于驅動(dòng)機器人的關(guān)節，要求是要有更大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高啟動(dòng)轉矩、低慣量和較寬廣且平滑的調速范圍。特別是像機器人末端執行器(手爪)應采用體積、質(zhì)量盡可能小的電動(dòng)機，尤其是要求快速響應時(shí)，伺服電動(dòng)機必須具有較高的可靠性，并且有較大的短時(shí)過(guò)載能力。

目前，高啟動(dòng)轉矩、大轉矩、低慣量的交、直流伺服電動(dòng)機在工業(yè)機器人中得到廣泛的應用。

伺服控制系統

是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動(dòng)控制系統，例如數控機床、機器人等。使用在伺服系統中的驅動(dòng)電機要求具有響應速度快、定位準確、轉動(dòng)慣量(使用在機電系統中的伺服電機的轉動(dòng)慣量)較大。為了能夠和絲杠等機械部件直接相連，伺服電機有一種專(zhuān)門(mén)的小慣量電機，為了得到極高的響應速度。但這類(lèi)電機的過(guò)載能力低，當使用在進(jìn)給伺服系統中時(shí)，必須加減速裝置。

工業(yè)機器人電動(dòng)伺服系統的一般結構為三個(gè)閉環(huán)控制，即電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)。一般情況下，對于交流伺服驅動(dòng)器，可通過(guò)對其內部功能參數進(jìn)行人工設定而實(shí)現位置控制、速度控制、轉矩控制等多種功能。<發(fā)于2014-07-21>