运动控制工程师、伺服系统调试人员、自动化设备开发工程师、数控机床/机器人集成人员。
理解运动控制系统的组成(控制器、驱动器、电机、反馈装置)。
掌握伺服驱动器的原理、参数配置与调试方法。
能够独立完成单轴/多轴运动控制系统的设计与调试。
运动控制系统概述:运动控制的定义与分类(点位控制、直线控制、轮廓控制);运动控制系统的组成(运动控制器、驱动器、电机、反馈装置);运动控制的应用领域(数控机床、机器人、印刷机械、包装机械)。
电机类型与原理:直流伺服电机的结构与工作原理(有刷、无刷);交流伺服电机的结构与工作原理(永磁同步电机);步进电机的原理与特点(开环控制、低频振动);直线电机的原理与应用。
伺服驱动器原理:伺服驱动器的组成(整流单元、逆变单元、控制单元);矢量控制原理(磁场定向控制FOC);伺服驱动器的控制模式(位置模式、速度模式、转矩模式);驱动器的电流环、速度环、位置环。
反馈装置:光电编码器(增量式、绝对式)的工作原理;旋转变压器(Resolver)的工作原理;磁编码器的原理;光栅尺的原理;反馈信号的处理(细分、倍频)。
伺服驱动器参数配置:驱动器基本参数(电机型号、编码器分辨率、额定电流);电子齿轮比的设置(分子、分母);增益参数的设置(比例增益、积分时间、微分时间);滤波器设置(陷波滤波器、低通滤波器)。
运动控制器:PLC作为运动控制器(通过脉冲或总线控制);专用运动控制器(PMAC、GALIL、Trio);基于PC的运动控制卡;总线型运动控制器(EtherCAT、PROFINET)。
运动控制指令:点位运动指令(绝对位置、相对位置);连续轨迹运动指令(直线插补、圆弧插补);速度控制指令;回零指令(原点回归);电子凸轮与电子齿轮指令。
EtherCAT总线技术:EtherCAT的技术特点(实时性、拓扑灵活、高同步精度);EtherCAT的通信原理(集总帧、飞镖式处理);EtherCAT主站与从站;EtherCAT的同步机制(分布式时钟DC)。
伺服系统调试:调试前的准备工作(接线检查、安全措施);驱动器参数的自整定(惯量辨识);手动运行测试(点动、试运行);位置环/速度环的手动整定方法(Ziegler-Nichols法);运动轨迹的优化(S曲线、加速度平滑)。
多轴协同控制:多轴同步的控制要求;电子齿轮的实现(主从轴比例跟随);电子凸轮的实现(主从轴曲线映射);龙门同步控制;多轴插补的实现(直线插补、圆弧插补)。
运动控制编程:基于PLC的运动控制编程(符合PLCopen标准);运动控制功能块(MC_Power、MC_MoveAbsolute、MC_MoveVelocity);编程中的异常处理(限位、报警);HMI中运动控制界面的设计。
综合实战项目:典型运动控制系统(如XY工作台、贴片机、自动送料机械手)的完整设计与调试,包含电机选型、驱动器配置、控制器编程、多轴协同运动调试与轨迹优化。