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工业机器人周边运动控制部分有哪些？
让我们来一一解答，这些控制要点。
伺服控制
一、交流伺服电机的工作原理
伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。
二、伺服系统的组成及分类
1.伺服系统的组成：
伺服系统是以位置和角度为控制量的控制系统的总称，与位置和角度相关联的速度、角速度、加速度、力等为控制量的系统也包含在伺服系统内
2.伺服系统的分类：
（1）按控制结构分类分为： 开环式、闭环式。
（2）按驱动部件分类分为：
a.步进电动机伺服系统。
b.直流电动机伺服系统。
c.交流电动机伺服系统。
三、伺服马达(交流）的特点
1）定位精度高，普通伺服马达可达到0.036度。
2）回应时间快。
3）控制方便灵活，控制系统易于实现。
4）型号较多，可根据不同的应用环境选择不同的类型。
5）提供全闭环控制，可适时监控运行狀況，进行适当的调整变换。
四、伺服系统结构
五、伺服控制的选型步骤
1.确定机械规格，负载、刚性等参数。
2.确认动作参数，移动速度、行程、加减速时间、周期、精度等。
3.选择马达惯量，负载惯量、马达轴心转换惯量、转子惯量。
4.选择马达回转速度。
5. 选择马达额定扭矩。负载扭矩、加减速扭矩、瞬间最大扭矩、实效扭矩。
6.选择马达机械位置解析度。
7.根据以上选择马达型号。
六、伺服控制的应用
步进控制
一、 步进电机的工作原理
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。
二、步进电机的分类
现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。
●永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；
●反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。
●混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。
三、步进电机系统
1.步进电机的静态指标术语
a.相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。
b.拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一 个齿距角所需脉冲数。
c.步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。
d.定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩（由磁场齿形的谐波以 及机械误差造成的）。
e.静转矩：电机在额定静态电作用下，电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩。
2.步进电机动态指标及术语
a.步距角精度：步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。
b.失步：电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数。称之为失步。
c.失调角： 转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度 。
d.最大空载起动频率：电机在某种驱动形式、电压及额定电流下，在不加负载的情况下，能够直接起动的最大频率。
e.最大空载的运行频率：电机在某种驱动形式，电压及额定电流下，电机不带负载的最高转速频率。
f.运行矩频特性：电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线称为运行矩频特性 。
四、步进电机选型
1、步距角的选择：电机的步距角取决于负载精度的要求 。
2、静力矩的选择：静力矩选择的依据是电机工作的负载 ，一般情况下，静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好 。
3、电流的选择：由于电流参数不同，其运行特性差别很大，可依据矩频特性曲线图，判断电机的电流。
五、步进电机的一些特点
1．一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。
2．步进电机外表允许的最高温度一般在摄氏130度以上 。
3．步进电机的力矩会随转速的升高而下降。
4．步进电机低速时可以正常运转,但若高于 一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。
5. 步进电机应用于低速场合---每分钟转速不超过1000转。
六、 步进电机和交流伺服电机性能比较
1.控制精度不同
五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证 ，对于带标准2500线编码器的电机而言，其脉冲当量为360°/10000=0.036°，伺服电机精度要比步进马达高。
2.低频特性不同
步进电机在低速时易出现低频振动现象。交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。
3.过载能力不同
步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力 。
4.运行性能不同
步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。
5.速度响应性能不同
步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要200～400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以松下MSMA 400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。
6.矩频特性不同
步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，交流伺服电机为恒力矩输出。
综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。
变频控制
一、通用电机介绍
三相鼠笼式交流电机是感应电机中最常见的一种，其构造及特性如下：
1.感应电机的构造示意图
电机的构造示意图
2.电机的特性:
二、变频器
1. 变频原理
变频器是能够简单、自由地改变交流电机转速的一种控制装置。
变频器是通过改变交流电机电源频率实现调速的：
2. 变频器的构成
2.1变流器(整流器)：大量使用的是二极管桥整流器，如图1 所示，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。
2.2平波回路：在整流器整流后的直流电压中，含有电源6 倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感，采用简单的平波回路。
2.3逆变器：同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6 个开关器件导通、关断就可以得到3 相交流输出。
2.4制动回路：异步电动机在再生制动区域使用时(转差率为负)，再生能量存于平波回路电容器中，使直流电压升高。一般说来，由机械系统(含电动机)惯量积累的能量比电容能储存的能量大，需要快速制动时，可用可逆变流器向电源反馈或设置制动回路(开关和电阻)把再生功率消耗掉，以免直流电路电压上升。
3.变频器的应用目的及用途
变频器和交流电机构成的可调速传动称为变频器传动，其功能用途如下。其中可能互为关连，实际上无明确分类，此表仅作参考。
培训通知
上海市焊接学会（SWS）与金属加工杂志社成功举办了首届美国焊接标准及检验培训研讨会，获得了与会人员的一致好评。根据市场反映和需求，我们将举办钢结构设计及制造工程师培训研讨会，本次研讨会将面向钢结构行业，包括建筑钢结构、船舶制造、轨道车辆制造、海洋工程、工程机械等行业的结构工程师、设计工程师、焊接工程师及广大制造、安装、检验技术人员，我们的本次课程将依据AISC360、AWS D1.1、AWS D14.3和AWS D14.4等规范定制。为了将深奥的设计课程讲解得通俗易懂，此次课程专门进行了有针对性，同时又是极其专业的设计；摒弃了大量的计算和公式，保留了专业的描述，使课程更浅显易懂。
本次研讨会，我们特别邀请了上海市焊接学会的行业内知名专家，他们中有的曾经在国际知名钢结构企业担当焊接管理工作，还有来自国际著名焊接制造商的焊接工程技术总监，这些专家在钢结构等焊接领域都有着长达数十年的焊接工作经历。在焊接设计及钢结构应用方面，无论理论上还是实践上均有着扎实的功底和丰富的经验。通过他们深入浅出的讲解，将帮助从事焊接及相关工作的与会人员充分领会和理解钢结构行业在焊接设计、疲劳原理、应力与变形和中美钢结构标准规范的理解和应用。
一、培训研讨会内容
1. 焊接接头基本原理
1.1 AWS如何定义焊接及熔焊（AWS A3.0,AWS A5,AWS D1.1等）
1.2 焊接接头和焊缝类型
2. 焊接接头详述
2.1 对接
2.2 角接
2.3 搭接
2.4 坡口焊缝类型和接头类型
2.5 CJP和PJP
2.6 AWS D1.1、AWS D14.3和AWS D14.4对接头和焊缝的要求
3. 接头设计原理
3.1 原理1：在指定焊缝的接头中，确定通过接头的载荷
3.2 原理2：为力提供一条平行部件的路径
3.3 原理3：当力改变方向时，提供一个构件
3.4 原理4：不要让焊缝受弯矩
3.5 原理5：在焊接结构中，没有次级构件
3.6 原理6：注意焊趾
3.7 原理7：注意焊根
3.8 原理8：每条焊缝都有特定作用
3.9 原理9：考虑制造情况
3.10 原理10：不仅仅是解决问题，而是找到问题根源
3.11 原理11：考虑材料性能
3.12 原理12：考虑实际应用
4. 如何确定焊缝尺寸
4.1 CJP焊缝
4.2 PJP焊缝
4.3 角焊缝
4.4 槽焊缝
4.5 塞焊缝
4.6 组合焊缝
5. 疲劳原理
5.1 什么是疲劳
5.2 残余应力
5.3 焊缝外形
5.4 焊缝质量
5.5 正常与延迟寿命
5.6 焊接构成里影响疲劳的因素
5.7 高强钢能帮助克服疲劳吗
5.8 有趣的回形针试验
5.9 疲劳种类
5.10 去应力与疲劳
5.11 增加疲劳强度的方法
5.12 总结：疲劳设计注意事项
6. 应力与变形
6.1 焊接应力变形产生的原因
6.2 焊接应力变形对构件刚度、稳定性和疲劳等性能的影响
6.3 防止焊接应力变形的设计工艺措施
6.4 控制焊接变形的案例分析
7. GB50661与AWS D1.1的应用和比较
7.1 焊接规范标准的应用
7.2 焊接工艺的评定（GB 50661和AWS D1.1的比较）
7.3 焊接工艺和施工（GB 50661和AWS D1.1的比较）
7.4 焊接作业人员的要求（AWS D1.1和我国行业标准的比较）
8. 问题与答疑
9. SWS培训结业证书颁发
二、主办单位
上海市焊接学会
金属加工杂志社
三、培训安排
1.时间安排：9月13日 报到
9月14 ~15日培训
2.地点：上海市焊接学会（上海市宜山路889号2号楼1楼）
四、会议注册
1. 会议注册费：2000元/人，住宿费用自理。
说明：
(1) 9月1日前完成会议费汇款可优惠300元；
(2) 凡在上海市焊接学会参加过CWI培训和考试的人员，凭入学通知参加本研讨会可享8折优惠价；
(3) 上述两者不可叠加。
2. 会议报名
点击图片直接报名▼
提前汇款信息：
开户行：中国工商行北京百万庄支行
账 号：0200 0014 0901 4473 834
开户名：机械工业信息研究院
（注：在附言处请注明金属加工会议费）
3. 其他
1）参加本次会议的学员，请自行携带1寸照片2张，培训结束后将颁发培训结业合格证书。
2）参加本次研讨会并成功取证的人员，今后报名参加上海焊接学会举办的CWI培训，可享优惠价。
五、会务组联系人
张维官：15801410073（微信同号），rb1950@126.com
周晟宇：18614095882，rg1950@126.com
王美婷：021-64858626，sophie.wang@shws.org
李萍：021-64855758，kelly@shws.org
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