伺服馬達可以怎麼用
順應工業4.0智慧製造潮流，彈性製造已是自動化設備設計的重要課題，為實現彈性高效的自動化生產，因此自動化機械傳動結構常常可以看到伺服馬達的身影。
小編帶各位看看兩個應用實例，第一個例子為產品身份標籤自動貼附設備，圖1三軸(XYZ)直交式機械手由伺服馬達驅動，可輕易在短時間內完成取標籤及貼標籤動作，這是一個3度空間移載結構的典型設計，適合在不複雜的工作區域中固定路徑移載。
第二個例子為液晶面板自動投入產線的設備，圖2為六軸關節型機械手，每個關節皆由伺服馬達傳動，可以快速的將液晶面板從卡匣站取出後投入產線生產，因為機械手的多關節特性，且每個關節協調同動著，容易在空間中執行多樣化的移載路徑，彷彿像是鋼鐵人的巧手般，可以在複雜的空間中高速且順暢的移動著巨大物體，賣力聽話又不會輕易罷工，在未來的智慧製造中擔任重要角色，關於六軸關節型機械手的介紹，先賣個關子再找機會與各位分享心得。(事實上是文筆不好，腦子裡的東西要轉化為文字，過程是煎熬且漫長，原諒我這個理工人…XD)。
伺服馬達如何運作
各位對伺服馬達有點fu後，接下來小編試著以自認淺顯的方式(沒學過授課技巧的自我感覺良好)，來說說伺服馬達的控制原理。
圖3為伺服馬達控制架構圖，典型的伺服馬達控制由四個功能色塊所組成，分別為馬達(綠色)、編碼器(紅色)、驅動器(棕色)、上位控制器(藍色)，其中編碼器是伺服控制構成要素，有它才存在 “伺服”或“閉回路”的控制。
馬達與編碼器關係匪淺
在說明馬達時，我們避開機械結構傳動原理用以簡單化表達，有興趣的讀者可以再深入了解。馬達是一種常見的制動器，給他電力就會產生動能來驅動負載，可以幻想自己開著特斯拉(車體與我就是負載)，大腳一踩大港(閩南語大量之意)的電流注入電動馬達，馬達瞬間產生扭力讓車輪嘎嘎作響，幾秒之間獲得滿滿的貼背感受(加速度)。
編碼器是一種偵測馬達位移的感測器，將位移的物理量轉換為電氣信號(脈波或通訊協議)，作為控制馬達的參考，有了編碼器好處是馬達性能大幅提升，壞處是可以想像馬達無時無刻被監視著像奴隸般工作，這也是工業界伺服電機Servo Motor中伺服的由來，伺服Servo一詞來自拉丁文“Servus”，本為奴隸（Slave）之意，呼應馬達依照命令動作的意義。
驅動器專注於控制好馬達
驅動器是伺服馬達控制的核心，也可以說是伺服馬達的主人，要讓馬達乖乖聽話做好事來，就需要跟他的主人維持良好互動了。圖5驅動器接收來至外部的馬達位移命令(目標位置)，命令傳達形式可以是典型的脈波數輸入，也可以是較高階的通訊協議，同時驅動器也由編碼器取得馬達實際的位移，在即時的位移監視中得知馬達實際位置，有了目標位置與實際位置，接下來就由驅動器內部的數位訊號微處理器(DSP)，專注執行著閉迴路控制(淺藍色x P符號)，使得馬達很有效率的到達指定位置。
閉迴路控制的慢動作過程就如下方時序圖6，當目標位置C大於實際位置F時，驅動器提供前進電流給馬達，此時馬達加速前進，當馬達跑過頭也就是目標位置C小於實際位置F時，驅動器提供後退電流給馬達，此時馬達開始減速，在不斷的加速與減速控制過程中，直到實際位置F等於目標位置C時，驅動器停止提供電流給馬達，期間加速或減速的力道取決於閉迴路控制的參數，當然也與目標位置C和實際位置F的誤差大小相關，誤差過大落後太多就如同開車般，油門給他用力踩下去。
整個閉迴路控制以正常時間軸來觀察，我們會發現馬達實際位置緊緊地跟著目標位置，即便目標位置不再改變馬達也會死命地待在原地，任何外力也很難改變它的位置，您說這是不是做奴隸的料呢!
自動化運作的首腦“上位控制器”
以首腦稱呼就知道上位控制器是個狠角色，這麼大咖當然要擇日慎重好好地介紹，就容小編再賣個關子…，沒啦我很努力了不要再追稿了，我們下回見喔。