再举一个相关例子。如果将处理数据的过程智能化，那么那些耗电量大的生产过程就会被发现并取消。上述应用更高能降低企业80%的成本。所以，我们可以说，工业4.0创造了整个联网生产的蓝图。在这幅蓝图中，机器通过整个价值链管理自身，预定加工机器和原料，并将产品直接送到消费者手里。

如果欧洲想要在未来市场中有个高起点的话，就必须从现在开始奠定基础，运动伺服一般都是三环控制系统，从内到外依次是电流环速度环位置环。

1、首先电流环：电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出，我们称为“电流环给定”吧，然后呢就是电流环的这个给定和“电流环的反馈”值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机，“电流环的输出”就是电机的每相的相电流，“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。

2、速度环：速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值，我们称为“速度设定”，这个“速度设定”和“速度环反馈”值进行比较后的差值在速度环做PID调节(主要是比例增益和积分处理)后输出就是上面讲到的“电流环的给定”。速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。

3、位置环：位置环的输入就是外部的脉冲(通常情况下，直接写数据到驱动器地址的伺服例外)，外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”，设定和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节(比例增益调节，无积分微分环节)后输出和位置给定的前馈信号的合值就构成了上面讲的速度环的给定。位置环的反馈也来自于编码器。

编码器安装于伺服电机尾部，它和电流环没有任何联系，他采样来自于电机的转动而不是电机电流，和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。而电流环是在驱动器内部形成的，即使没有电机，只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。 <发于2014-10-25>

看驱动器上的错误、报警号，然后查手册。如果连报警都没有了，那自然就是驱动器故障，当然，还有可能是根本伺服就没有故障，而是控制信号错误导致伺服没有动作。　　

除了看驱动器上的错误、报警号，然后查手册外，有时最直接判断方法是更换，如X与Z轴伺服换(型号相同才可以)。或修改参数，如把X轴锁住，不让系统检测X轴，但应注意：X轴与Z轴互换，即使型号相同，进口设备也可能因为负载不同、参数不同而产生问题。当然，如果是国产设备，通常不会针对使用情况调整伺服参数，一般不会有问题。但应注意X轴与Z轴电机功率转矩是否相同、电机丝杆是否直联以及电子齿轮减速比方面事宜。<发于2014-09-27>

很多因素会导致电机故障，以下列出了五种最为常见的原因。但是，如果正确使用和维护电机，环境管理得当，可以预防这些问题。

1、过热

过热是电机故障的更大元凶。事实上，本文所列的其它四个原因之所以上榜，部分是因为它们会产生热量。理论上，每增加10°C热量，绕组绝缘的寿命就会减半。所以，确保电机在合适的温度下运行是延长其寿命的更佳方式。

2、润滑不当润滑是一个度的问题。过度润滑或者润滑不够都会产生危害。另外，也要注意润滑剂中的污染问题，以及使用的润滑剂是否适合手头的任务。

3、供电问题

高频开关和脉冲宽度调制引起的谐波电流可能导致电压和电流失真，过载和过热。从而缩短电机及部件的寿命，增加长期设备成本。另外，电涌本身还会造成电压过高和过低。要解决这个问题，必须持续关注和检查供电状况。

4、潮湿

潮湿本身会侵蚀电机部件。当潮湿和空气中的颗粒污染物混合起来，更是对电机的致命伤，进一步缩短泵机寿命。

5、灰尘和污染空气中的各类悬浮颗粒会进入电机内部，并产生各种危害。腐蚀性颗粒可能磨损部件，导电颗粒可能干扰部件电流。而颗粒一旦堵塞冷却通道，又会加速过热。显然，选择正确的IP防护等级一定程度上可以缓解该问题。

以上这些问题都是相互关联的，单独处理其中一个很难完全解决。同时，这些问题也具备一个共同点：如果正确使用和维护电机，环境管理得当，可以预防这些问题。<发于2016-11-05>

电动机异常判断攻略 —— 看，听，闻，摸四种方法能及时预防和排除故障，保证电动机的安全运行。　　

一、 看

　　观察电动机运行过程中有无异常，主要表现为一下几种情况

　　1. 定子绕组短路时，可能看到电动机冒烟;

　　2. 电动机严重过载或缺相运行时，转速会变慢而且有较沉重的“嗡嗡”声;

　　3. 电动机正常运行时，但突然停止时，会看到接线松脱处冒火花;保险丝熔断或某部件被卡住的现象;

　　4. 若电动机剧烈振动，则可能是传动装置被卡住或电动机固定不良;

　　5. 若电动机内接触点和连接处有变色、烧痕和烟迹等，则说明可能有局部过热、导体连接处接触不良或绕组烧毁等;　　

二、 听

　　电动机正常运行时应发出均匀且较轻的“嗡嗡”声，无杂音和特别的声音。若发出的噪声太大，包括电磁噪声，轴承杂音，通风噪声，机械摩擦声扽个，均可能是故障先兆或故障现象。

　　1. 对于电磁噪声，如果电动机发出忽高忽低且沉重的声音，则原因可能是一下几种：

　　(1) 定子和转子间气隙不均匀，此声音忽高忽低且高低音间隙时间不变，这是轴承磨损从而使定子与转子不同心所致;

　　(2) 三项电流不平衡。这是三相绕组存在误接地，短路和接触不良等原因，若声音很沉闷则说明电动机严重过载或缺相运行;

　　(3) 铁芯松动。电动机在运行中因振动使铁芯固定螺栓松松造成铁芯硅钢片松松，发出噪声。

　　2. 对于轴承杂声，应在电动机运行中经常监听。监听方法是：将螺丝刀一端顶在轴承安装部位，另一端贴近耳朵，便可听到轴承运转声。若声音为连续而细小的“沙沙”声，不会有忽高忽低的变化及金属摩擦声，则轴承是正常运行，若出现一下几种声音则为不正常现象：

　　(1)轴承运行时有“吱吱”声，这事金属摩擦声，一般为轴承缺油所致，应拆开轴承加注适量润滑脂;

　　(2)若出现“唧哩”声，这是滚珠转动时发出的声音，一般为润滑脂干涸或缺油引起，可加注适量油脂;

　　(3)若出现“喀喀”声，或“喀吱”声，则为轴承内滚珠不规则运动而产生的声音，这是轴承内滚珠损坏或电动机长期不用，润滑脂干涸所致。

　　3. 若传动机构和被传动机构发出连续而忽高忽低的声音，可以分为一下几种情况处理：

　　(1)周期性“啪啪”声，为皮带接头不平滑引起;

　　(2)周期性“咚咚”声，为联轴器或皮带轮与轴间松动以及键或键槽磨损引起;

　　(3)不均匀的碰撞声，为风叶碰撞风扇罩引起。　　

三、 闻

　　通过闻电动机的气味也能判断及预防电动机的故障。若发现有人、特殊的油漆味，说明电动机内部温度过高，若发现有很重的糊味或焦臭味，则可能是绝缘层被击穿或绕组已烧毁。　　

四、 摸

　　摸电动机一些部位的温度也可以判断电动机故障原因。为确保安全，用手模时应用手背去碰触电机外壳、轴承周围部分，若发现温度异常，其原因可能是一下几种：

　　1. 通风不良。如风扇脱落。通风道堵塞等;

　　2. 过载。致使电流过大而使定子绕组过热;

　　3. 定子绕组匝间短路或三相电流不平衡;

　　4. 频繁启动或制动;

　　5. 若轴承周围温度过高，则可能好似轴承损坏或缺油所致。<发于2014-11-25>

步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。 

一、控制精度不同 

两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、 1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。 

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。以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。 

二、低频特性不同 

步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。 

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。交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（FFT），可检测出机械的共振点，便于系统调整。 

三、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，所以其更高工作转速一般在300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为2000RPM或3000RPM）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。 

四、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。以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其更大转矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。 

五、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，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。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。 

六、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。 

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。

<发于2014-04-25>

自2008年以来，工业机器人在中国的销量迅速放大，2012年销售量已经达到23000台。工业机器人保有量从2000年的3500台跃升至近10万台。这些增长需求主要来自于汽车、金属、电子和机械制造等行业。

在所有应用领域中，工业机器人的渗透率还不足12%，市场需求潜力巨大，尤其在中国市场，随着制造成本增加、人口红利开始消退，以机器人替代人工的需求上升，将带动整个制造设备和技术升级。

工业机器人的控制系统和自动化产品主要涉及伺服电机、减速机、控制器和传感器等。而伺服电机可以分为两大块，一块是电机本体，一块则是运动控制系统。

电机

电机用于驱动机器人的关节，要求是要有更大功率质量比和扭矩惯量比、高启动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。特别是像机器人末端执行器(手爪)应采用体积、质量尽可能小的电动机，尤其是要求快速响应时，伺服电动机必须具有较高的可靠性，并且有较大的短时过载能力。

目前，高启动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机在工业机器人中得到广泛的应用。

伺服控制系统

是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，例如数控机床、机器人等。使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量(使用在机电系统中的伺服电机的转动惯量)较大。为了能够和丝杠等机械部件直接相连，伺服电机有一种专门的小惯量电机，为了得到极高的响应速度。但这类电机的过载能力低，当使用在进给伺服系统中时，必须加减速装置。

工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位置环。一般情况下，对于交流伺服驱动器，可通过对其内部功能参数进行人工设定而实现位置控制、速度控制、转矩控制等多种功能。<发于2014-07-21>