在自动化设备中,只要是运动控制的设备,几乎都会涉及到伺服的应用。比如机床、3C设备、新能源等行业,我们除了要了解一些伺服基本的知识外,还要更深入去理解伺服的应用,那么有哪些我们容易忽视的细节呢?
如下图所示,分别是西门子和汇川伺服,它都带有STO功能。那么什么是STO功能呢?它是安全转矩关断(Safe Torque‑Off)的简写!
通俗易懂解释就是:
普通伺服停机:PLC 发命令,驱动器软件停止输出。 万一驱动器内部芯片击穿、功率管击穿,软件命令失效,电机依然可能突然乱转,造成安全事故。
STO 是独立硬件回路,不依赖 CPU、不依赖程序。 STO 触发 → 硬件直接切断功率管驱动信号,电机线圈不再输出力矩;电机变成自由滑行,即使驱动器芯片坏掉,电机也不会自己出力转动。
注意:STO 有两路信号:STO‑A、STO‑B,双通道,必须两路同时断开才触发安全关断;单路故障不会误触发,也不会单路失效就失去保护。
那现场怎么用呢?
把设备的急停、安全光幕、安全继电器的输出触点接到伺服 STO 端子
人闯入工位、按下急停 → 安全继电器断开 STO 两路信号
伺服立刻硬件切断力矩输出,电机无力,杜绝飞车风险
️注意:STO 触发伺服报安全故障,故障锁存,需要复位才能重新运行。
在一些场景中,我们的伺服要垂直使用,比如利用伺服向上“拉”设备,如果设备一旦断电,那么如果没有抱闸措施的话,相关的机械结构将掉落,所以我们要选择带抱闸的伺服!
垂直安装
伺服抱闸线
伺服电机抱闸(保持制动器 Brake)的原理:
记住核心:抱闸 = 机械锁轴,是失电抱紧型(弹簧式);通电 24V 松开,断电弹簧压紧摩擦片锁死电机轴。 ️它只做停机保持锁止,不能用来高速刹车!不要拿抱闸当制动器使用,高速撞击直接磨坏摩擦片。
那么抱闸功能如何正确使用呢?可以遵循以下步骤:
启动运行(松开抱闸):
伺服 S‑ON 使能,驱动器开始建立电机保持转矩
延时 50‑150ms(参数设置),输出 DO 信号,给抱闸线圈 24V,抱闸机械松开抱闸完全打开之后,才允许伺服执行运动指令
如果先开抱闸、转矩还没建立:垂直轴瞬间往下溜一小段,俗称 “溜车”
停机停止(抱紧抱闸):
伺服接收停止命令,电机减速,转速降到 0
延时 50‑100ms,切断抱闸 24V 电源,弹簧压紧摩擦片锁死电机轴抱闸抱紧完成,再断开伺服 S‑ON 使能
如果电机还在转就断电抱闸:摩擦片硬碰硬,几次就磨废抱闸,锁不住负载,Z 轴慢慢往下滑。
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