伺服电机（ｇｗｓ）.pdf

上海广茂达伙伴机器人有限公司? 版权所有 WEB:ail:serve@ - 0 - 伺服电机(GWS) 伺服电机可用来对位置、速度、力矩等进行精确控制。伺服电机种类很多,规格各异,我们这里主要针对上海广茂达公司5自由度机器手臂上所使用的台湾GWS(广营电子)生产的S15 CLMG伺服电机作简要介绍。 GWS生产多种规格伺服电机,具体资料可查询相关公司的网站信息,S15 CLMG属于其中超高速大扭力系列伺服电机,,°,CLMG 的型号表明伺服电机内部采用无核心马达、双滚珠轴承以及全金属齿轮。S15 CLMG特点是高速度、高扭力、高可靠性。扭力的单位是kg-cm,意思是在摆臂长度1公分处,能吊起几公斤重的物体,速度的单位是秒/60°,意思是伺服电机转动 60°所需要的时间。工作原理 S15 CLMG伺服电机由控制电路板、位置检测电路、小型直流马达以及变速齿轮组组成。其工作原理是外部脉冲控制信号经控制电路判断电机转动方向,驱动马达转动,经过减速齿轮机构将动力传至摆臂,同时马达当前的位置由位置检测电路转换为电压信号反馈到输入端控制电路,将其与输入的控制脉冲信号比较,并驱动马达正向或反向地转动,使齿轮组的输出位置与期望值相符,从而达到使伺服马达精确定位的目的。上海广茂达伙伴机器人有限公司? 版权所有 WEB:ail:serve@ - 1 - 伺服电机内部结构 S15 CLMG伺服电机采用无核心马达。一般的伺服电机是将细铜线缠绕在三极转子上,当电流流经线圈时便会产生磁场,与转子外围的磁铁产生排斥作用,进而产生转动的作用力。依据物理学原理,物体的转动惯量与质量成正比,因此要转动质量愈大的物体, 所需的作用力也愈大。为提高伺服电机响应速度,将细铜线缠绕成极薄的中空圆柱体,形成一个重量极轻的五极中空转子,并将磁铁置於圆柱体内,这就是无核心马达。采用无核心马达可提高伺服电机转速并减少电能损耗。 S15 CLMG伺服电机的变速齿轮组采用全金属齿轮,金属齿轮具有不会因负载过大而崩牙的优点,这样可以延长伺服电机使用寿命,一般大扭力及高速型伺服电机都采用金属齿轮。此外S15 CLMG采用双滚珠轴承,从而使得马达转动时能更轻快精准。上海广茂达伙伴机器人有限公司? 版权所有 WEB:ail:serve@ - 2 - 伺服电机的控制 S15 CLMG伺服电机有三条控制线,分别为:电源、地及控制信号线。电源线与地线用于提供内部的直流马达及控制线路所需的能源,—。控制信号为周期性脉冲信号。 GWS的伺服机信号线的信号周期是16~23ms,伺服机的角度控制是由输入脉波宽来决定的,也就是电位为高的时间来决定。控制信号脉宽为多少,电机摆臂就定在哪里,,摆臂定在中立点, ,摆臂转动的角度由脉冲宽度而定,大于 。S15 CLMG摆臂转动角度与脉宽的关系并不非常严格,大致关系如下: 脉宽/ms 摆臂位置/度 - 顺时针上限 +60±10° 0°(中间位置) -60±10° - 逆时针上限当控制信号脉冲宽度超过正反两方向上限时线性度会下降,对伺服电机的使用也有一定影响,因此一般不允许这样