伺服驅(qū)動器的發(fā)展已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了它們曾經(jīng)的基本功率放大器。它們現(xiàn)在可以是復(fù)雜的電子設(shè)備，具有許多附加功能，可以擴(kuò)展和改進(jìn)它們的運動控制能力。我們編制了一份伺服驅(qū)動器功能列表，在我們的專業(yè)意見中，這些功能非常棒。

這些你知道多少？

#1 可編程 I/O

輸入/輸出！輸入/輸出！我們要上班了！

可編程 I/O（輸入/輸出）對于允許數(shù)字伺服驅(qū)動器通過用戶分配的簡單高/低電壓信號相互交互或系統(tǒng)中的其他元件交互非常有用。

可編程數(shù)字輸入充當(dāng)伺服驅(qū)動器的變量，它們可以完全獨立于來自主控制器或網(wǎng)絡(luò)的輸入。這些輸入仍然可以來自控制器，但它們也可以來自其他伺服驅(qū)動器、系統(tǒng)中的其他電子設(shè)備，甚至是像按鈕或開關(guān)這樣簡單的東西。這些可編程輸入可配置為觸發(fā)伺服驅(qū)動器事件，例如啟用、禁止、點動、執(zhí)行索引移動、啟用序列或許多其他功能。

另一方面，可編程數(shù)字輸出是從伺服驅(qū)動器發(fā)出的變量。這些可以被編程為在滿足特定條件或事件發(fā)生時被觸發(fā)并從驅(qū)動器發(fā)送，例如超速、位置、禁止、啟用、序列步驟，甚至接收數(shù)字輸入。輸出向系統(tǒng)中的其他電子設(shè)備發(fā)送高壓或低壓信號，包括控制器甚至其他伺服驅(qū)動器的輸入端子。

I/O 一起允許伺服驅(qū)動器在機(jī)器或機(jī)器人的操作中發(fā)揮更大的作用。在某些情況下，這可以像在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時打開燈或在運動周期完成后觸發(fā)音調(diào)一樣簡單。然而，它也可以非常有效地用于減輕控制器和/或網(wǎng)絡(luò)的計算負(fù)載，在某些情況下，它實際上可以提高設(shè)備的同步性、安全性和可靠性。

使用伺服驅(qū)動 I/O 的拋球

拋球裝置中旋轉(zhuǎn)環(huán)的伺服驅(qū)動器由來自發(fā)射器伺服驅(qū)動器的 I/O 信號啟動。

I/O 的一個有趣用途是使用一個伺服驅(qū)動器觸發(fā)其他伺服軸中的索引和序列。ADVANCED Motion Controls 的五球投擲演示就是這種情況，線性馬達(dá)通過旋轉(zhuǎn)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)投擲五個球。這意味著系統(tǒng)中有十個運動軸，因此有十個伺服驅(qū)動器。

當(dāng)每個球被拋出時，控制線性電機(jī)的伺服驅(qū)動器發(fā)送一個數(shù)字輸出，該數(shù)字輸出被旋轉(zhuǎn)電機(jī)的伺服驅(qū)動器接收為輸入，觸發(fā)旋轉(zhuǎn)運動。讓自旋運動完全依賴于拋擲運動不僅可以保證每次都正確計時，還意味著只有用于線性電機(jī)的五個伺服驅(qū)動器需要聯(lián)網(wǎng)，因此是控制器需要考慮的唯一伺服驅(qū)動器.

同樣的原理可以應(yīng)用于任何其他設(shè)備，其中一個功能應(yīng)該依賴于另一個，例如用于傳送帶上容器的液體分配器，使用可編程控制器確保僅當(dāng)容器處于正確位置時才激活分配器限位開關(guān)，一種專門基于電機(jī)位置的數(shù)字輸出。

#2 安全扭矩關(guān)閉

安全扭矩關(guān)閉 (STO)不僅僅是一個方便的功能，它還可能挽救生命。不，我不是在戲劇化。

安全扭矩關(guān)閉是許多數(shù)字伺服驅(qū)動器上可用的安全功能，可以在不關(guān)閉伺服驅(qū)動器電源的情況下立即關(guān)閉電機(jī)電源。

現(xiàn)在，如果您以前使用過伺服驅(qū)動器，您可能會想，“這與抑制功能不一樣嗎？” 你只對了一半。兩者的最終目標(biāo)應(yīng)該是相同的。主要區(qū)別在于驅(qū)動器禁止功能僅通過伺服驅(qū)動器的邏輯來完成。邏輯故障或接地不良可能會使電機(jī)再次啟動。

STO 可防止伺服驅(qū)動器為電機(jī)供電，從而使重型機(jī)械的維護(hù)更加安全。

另一方面，安全扭矩關(guān)閉會導(dǎo)致驅(qū)動器功率設(shè)備和電機(jī)相位端子之間的硬件級物理斷開，從而削弱電機(jī)并使其幾乎不可能意外啟動。為了使電機(jī)可能再次啟動，必須在重新啟用驅(qū)動器之前手動禁用 STO。

我不會給你任何可怕的視覺效果，但不難想象電機(jī)突然施加扭矩可能導(dǎo)致重型機(jī)械維修人員嚴(yán)重受傷或死亡的場景。比方說，抑制引腳的地線松動，沒有人注意到，但為時已晚。

通過激活 STO，維修人員可以安全地工作，并確保電機(jī)不會意外啟動。在將扭矩施加到電機(jī)之前需要執(zhí)行一系列步驟，這比偶然發(fā)生的步驟要多。

所以是的，STO 和抑制最終實現(xiàn)了相同的功能，但 STO 失敗的可能性極低，使其成為理想的安全功能。我們已經(jīng)在大多數(shù)較新的數(shù)字伺服驅(qū)動器上提供了安全扭矩關(guān)閉功能。

#3 輔助反饋和雙環(huán)控制

你知道什么比一個反饋設(shè)備更好嗎？兩個反饋裝置！

不過，在你問之前，不，我們并不是說在同一個電機(jī)上安裝兩個編碼器會獲得更好的性能或準(zhǔn)確性。你不會的，我保證。

那么我們所說的使用兩個反饋設(shè)備是什么意思呢？除了電機(jī)反饋之外，許多伺服驅(qū)動器還能夠讀取額外的反饋源。這個額外的反饋源被稱為輔助反饋，它通常與設(shè)備中移動的負(fù)載相連。

輔助反饋在負(fù)載不是由電機(jī)直接驅(qū)動的應(yīng)用中很有用，例如帶有皮帶驅(qū)動托架或復(fù)雜齒輪箱的應(yīng)用。像這樣的應(yīng)用很容易受到反作用力的影響，因為每個機(jī)械連接都會失去剛性。發(fā)生反沖時，電機(jī)位置不一定表示負(fù)載位置，如果您嘗試使用電機(jī)編碼器關(guān)閉位置環(huán)路，則會導(dǎo)致錯誤。

從機(jī)械的角度來看，當(dāng)然有減少反沖的方法，但有時能做的只有這么多。當(dāng)您使用滾珠絲杠、皮帶、鏈條或齒輪時，由于間隙導(dǎo)致的一些位置誤差是不可避免的。

在負(fù)載上安裝第二個反饋設(shè)備允許系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整以糾正這些錯誤。這被稱為雙環(huán)控制，其中電機(jī)上的反饋裝置關(guān)閉內(nèi)環(huán)（速度），負(fù)載上的反饋裝置關(guān)閉外環(huán)（位置）。

如果系統(tǒng)檢測到負(fù)載未達(dá)到所需位置，它可以讓電機(jī)進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)一點以進(jìn)行補(bǔ)償。相反，如果負(fù)載超出其目標(biāo)，系統(tǒng)可以將其退回一點。

我們幾乎所有的數(shù)字伺服驅(qū)動器都支持輔助反饋。

#4 高速捕捉

高速捕獲是在觸發(fā)后的微秒內(nèi)捕獲電機(jī)位置數(shù)據(jù)的過程，即使在高速下也能非常精確地跟蹤負(fù)載位置。

高速捕獲對于需要高速和精度以提高效率的應(yīng)用非常有用。想一想設(shè)備可能會在大片材沿著傳送帶移動時從大片材上切下糖條包裝紙，然后將它們撿起來包裹在單個糖條上。高速捕捉確保切割和包裝運動可以與包裝紙和巧克力塊的運動完美同步。當(dāng)伺服驅(qū)動器到達(dá)正確的位置時，伺服驅(qū)動器可以精確地啟動這些其他過程（通過 I/O 或其他方法）。

為了具有高速捕獲，需要足夠的處理能力。伺服驅(qū)動器必須有一個專用輸入，用于在微秒內(nèi)處理新的位置數(shù)據(jù)。