各位有木有發(fā)現(xiàn)，這幾年市面上可供選用的伺服運(yùn)控產(chǎn)品是越來越多了，同時(shí)，廠家們推出新品的速度和節(jié)奏也正呈現(xiàn)出愈來愈快的趨勢(shì)。于是，如何快速的了解這些伺服產(chǎn)品，并從中有效的篩選出自己所需要的品牌系列，便成為廣大設(shè)備用戶和制造商所要面對(duì)的一個(gè)新的問題。

PicSource：清能德創(chuàng) | Smart 7

本期，咱們就先和大伙聊聊如何快速看懂一款伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。

?? 進(jìn)入主題之前，有一點(diǎn)需要澄清下，本文的重點(diǎn)是通用自動(dòng)化設(shè)備中的伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品;而目前工業(yè)領(lǐng)域很多有著極強(qiáng)的行業(yè)應(yīng)用屬性的專業(yè)伺服產(chǎn)品，例如：機(jī)器人關(guān)節(jié)、AGV 驅(qū)動(dòng)、風(fēng)電變槳......并不在今次的討論范疇。

大家知道，驅(qū)動(dòng)器的作用是為電機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作提供可控的電驅(qū)動(dòng)力，因此，要讀懂一款伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，首先還是得看一下它融入設(shè)備機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的方式是怎樣的。具體來說，大致包括：

PicSource：Rexroth | IndraDrive

1. 從產(chǎn)品外觀入手，去看它的硬件樣式和動(dòng)力結(jié)構(gòu)，是單體獨(dú)立型還是模塊化系統(tǒng)型。

所謂單體獨(dú)立型，指的是一款伺服產(chǎn)品中每一個(gè)型號(hào)的驅(qū)動(dòng)模塊都集成有完整的整流和逆變回路，可以單獨(dú)構(gòu)成一套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);而模塊化系統(tǒng)型，是說該系列伺服驅(qū)動(dòng)會(huì)包含不同容量級(jí)別的整流單元和逆變模塊，需要按照共直流母線的方式組合使用才能構(gòu)成完整的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);而有一些單體獨(dú)立型產(chǎn)品(如：SINAMICS S210、IndraDrive HCS01、Kinetix 5500等)也是可以組成共直流母線的模塊化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的。為設(shè)備選擇不同結(jié)構(gòu)類型的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，將很大程度上決定其內(nèi)部電氣元件的布局和動(dòng)力線路的分配方式。

PicSource：SINAMICS | S210

2. 從輸入端，看這款產(chǎn)品組成的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需動(dòng)力電源的類型和電壓等級(jí)。

目前工業(yè)領(lǐng)域的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大都會(huì)采用交流電作為動(dòng)力電源輸入，主要有單相 100 ~ 120 VAC、單相 200 ~ 240 VAC、三相 200 ~ 240 VAC、三相 380 / 400 VAC等不同類型和級(jí)別。用戶通常需要根據(jù)設(shè)備裝機(jī)現(xiàn)場(chǎng)所在地區(qū)的工業(yè)用電標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其進(jìn)行選擇，否則就必須在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力電源側(cè)加裝相應(yīng)的變壓器。

PicSource：YASKAWA | Σ-7

3. 以不同維度看軸模塊的動(dòng)力輸出能力：

軸端輸出的容量范圍，一般以功率和電流值計(jì)，不過個(gè)人還是覺得參考配套伺服電機(jī)的扭矩范圍更為直觀;

動(dòng)力輸出的兼容性，即可以搭載哪些類型的伺服電機(jī)，除了低、中、高慣量的永磁旋轉(zhuǎn)電機(jī)，是否還支持各類旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)、有鐵芯或無鐵芯直線電機(jī)、直線電動(dòng)缸等等;除了配套品牌的伺服產(chǎn)品，是否還開放了適配第三方品牌電機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能選項(xiàng)。

PicSource：Panasonic

同時(shí)我們需要明白，伺服其實(shí)是一種用于實(shí)現(xiàn)精細(xì)運(yùn)動(dòng)控制的電氣傳動(dòng)技術(shù)，因此，伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品接入設(shè)備系統(tǒng)后所表現(xiàn)出來的控制特性，也就是它能以多快的速度、多短的時(shí)間周期、對(duì)多么細(xì)微的負(fù)載誤差作出響應(yīng)并精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，亦是極為重要的。有關(guān)這一點(diǎn)，除了廠家給出的頻響帶寬(BandWidth)和響應(yīng)頻率值等硬性指標(biāo)以外，伺服驅(qū)動(dòng)在控制環(huán)整定(tuning)功能上的軟實(shí)力也是非常值得重點(diǎn)關(guān)注的，比如：是否帶有自整定功能、能否實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)自適應(yīng)整定、有多少個(gè)限波濾波頻率可以設(shè)定、限波頻率可否做到自適應(yīng)調(diào)節(jié)、是否支持振動(dòng)抑制、可以手動(dòng)或自動(dòng)設(shè)定幾個(gè)抑制頻率、是否具備多軸同步糾偏功能等等。

PicSource：SINAMICS

而作為運(yùn)控動(dòng)力組件，伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品以什么方式接入到設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的控制回路中，同樣是會(huì)對(duì)其性能表現(xiàn)產(chǎn)生一定影響的。所以，接下來我們有必要來看下伺服驅(qū)動(dòng)上的一些控制端口。

PicSource：Schneider Electric | Lexium 52

運(yùn)控?cái)?shù)據(jù)端口：

大致分為 PTI 脈沖串輸入、電壓或電流式模擬量、非實(shí)時(shí)工業(yè)總線、實(shí)時(shí)工業(yè)總線等幾種。其中具備前三種端口、或?qū)崟r(shí)工業(yè)總線中的 EtherCAT 端口的伺服驅(qū)動(dòng)，基本上都能方便的兼容多家控制平臺(tái)，可以被稱為是元器件級(jí)別產(chǎn)品;而目前采用除 EtherCAT 以外其他實(shí)時(shí)工業(yè)總線協(xié)議的伺服驅(qū)動(dòng)，大都只能支持特定品牌體系內(nèi)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，應(yīng)該算是系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品。

PicSource：SINAMICS | S210

反饋端口：

主要指的是電機(jī)反饋，須了解其支持的編碼協(xié)議、分辨率、線芯配置，這其實(shí)與前面提到的第三方電機(jī)兼容性也有一定關(guān)系;有的驅(qū)動(dòng)器還會(huì)有輔助反饋(或稱第二反饋)，此時(shí)除了與電機(jī)反饋類似的相關(guān)參數(shù)，還應(yīng)留意輔助反饋的功能，是用作主軸編碼器、還是全閉環(huán)反饋、抑或是二者可選。

PicSource：Kollmorgen | AKD

I/O 端口：

一方面，伺服驅(qū)動(dòng)的很多功能都是基于外部元件的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)的，因此需要配有相應(yīng)的控制輸入端口，例如：使能、行程限位、回零、高速套準(zhǔn)、復(fù)位等等;另一方面，運(yùn)控設(shè)備的某些動(dòng)作也是要根據(jù)伺服軸的狀態(tài)(如：位置等)來完成的，這就需要為驅(qū)動(dòng)器配以特定的輸出端口，如：高速凸輪輸出、仿真編碼器輸出、模擬量輸出等等;而值得一提的是，隨著運(yùn)控總線的性能的不斷提升，新款伺服驅(qū)動(dòng)器上的 I/O 端口數(shù)量正呈現(xiàn)出不斷減少的趨勢(shì)，它們的功能正在逐步被轉(zhuǎn)移到自動(dòng)化系統(tǒng)的控制平臺(tái)上。

PicSource：Rockwell Automation | Kinetix 5700

前面說的主要是伺服驅(qū)動(dòng)與設(shè)備功能特性相關(guān)的一些產(chǎn)品要點(diǎn)，但事實(shí)上，隨著運(yùn)控系統(tǒng)軸數(shù)的不斷增加，同時(shí)考慮到伺服技術(shù)本身的復(fù)雜性，在解讀一款伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品時(shí)，也十分有必要去設(shè)想一下其可能的操作過程和應(yīng)用體驗(yàn)。個(gè)人經(jīng)驗(yàn)看，大致會(huì)涵蓋這樣幾個(gè)方面：

PicSource：Parker Hannifin

安裝：

預(yù)估下伺服驅(qū)動(dòng)在設(shè)備系統(tǒng)中的空間占用情況，需要考慮的因素有包括：功率密度如何、是否采用書本式設(shè)計(jì)、多個(gè)框架尺寸的高度是否一致、最小安裝間距、是否包含雙軸或多軸模塊等。

布線：

觀察下各進(jìn)線端口在這款產(chǎn)品的正面、底部和上方分別是怎樣布局的，這會(huì)在一定程度上影響電氣柜內(nèi)的線路布置和電磁兼容性能。

PicSource：OMRON FA | 1S

調(diào)試：

看下這款產(chǎn)品所支持的調(diào)試方式都有哪些，例如：

直接現(xiàn)場(chǎng)按鍵操作;

有線連接，使用 PC 端驅(qū)動(dòng)調(diào)試軟件;

有線連接，使用基于集成控制平臺(tái)的自動(dòng)化系統(tǒng)軟件;

無線通訊連接，使用 Web 網(wǎng)頁瀏覽器;

無線通訊連接，基于移動(dòng)終端 APP;

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PicSource：B&R Automation | ACOPOS P3

總的來說，要快速看懂一款伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，大概是需要從動(dòng)力結(jié)構(gòu)、性能性能、控制端口、操作體驗(yàn)等維度來進(jìn)行研判的。而如果在設(shè)備方案中要考慮采用某款產(chǎn)品，那么就有必要針對(duì)具體的應(yīng)用場(chǎng)景提出一些較為深入的問題了，例如：

品牌口碑及其過往產(chǎn)品的市場(chǎng)裝機(jī)量如何?

適用于哪些行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?業(yè)績(jī)?cè)鯓?

是否有配套的運(yùn)控選型軟件?

集成了哪些運(yùn)控安全功能?如：安全扭矩關(guān)斷、安全停車、安全速度監(jiān)視、安全限速.......

可采用哪些散熱方式?

是否具備再生制動(dòng)功能?

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