伺服電機具有平滑的旋轉特性、優秀的加速能力以及高可靠性。搭配內建編碼器可以實現高精度定位與控制，在非標裝置領域應用非常廣。伺服電機的選擇主要是對進給軸驅動電機的選擇。基於伺服電機的精度、負載、快速移動的速度、系統的最小進給單位以及其他因素進行綜合的考慮,從而得出正確的選擇。
在機械加工中,電機所受的力包括:連續負載扭矩(包括重力、摩擦力等)、加減速扭矩、切
削扭矩。在選擇電機時,需要對上述各個力的大小進行綜合的分析,最終確定電機的型號。
除此以外,電機在工作的過程中,由於會受到工作環境的影響。因此,在選擇電機的時候,還
需要考慮電機所處的環境對電機的影響,例如:溫度、濕度、震動等因素。
為裝置選擇進給驅動電機時,需要考慮機械部分的傳動結構與電機的匹配、電機的運轉速
度、裝置的加減速時間大小、電機的停止距離等因素。概括言之,即選擇與機械相匹配的電機,主要包括以下因素:
1、負載慣量比;需要注意的是,需要通過正確的計算方法,對電機進行選擇。除了對電機大小的選擇以外,在選擇電機的過程中,還必須要考慮電機的工作環境。例如:高溫、高漲度、粉生等因素。這樣就需要對電機的防護等級進行選擇。下面就針對上述的各個因素進行說明。2、加減速特性(短時加工因素;
3、連續負載扭矩;
4、電機速度;
5、扭矩的均方根值;
6、動態剎車距離。
負載慣量比是指進給軸的負載慣量與進給軸電機慣量的比值。該值反映了電機對於負載的控制能力。該值越小,電機的控制力越強。要確保伺服電機能夠有效的工作,需要為裝置選擇具有恰當慣量的電機。而其選擇的技術指標稱為負載慣量比(負載慣量電機慣量)。
尤其,當以負載效能為優先考慮要素時,裝置的慣量與選擇的進給軸伺服電機慣量之比應在推薦的負載慣量比範圍內,並且盡可能的使得負載慣量比比值較小。
負載慣量比選取的過大,會造成電機的控制不穩定,除錯電機將十分困難。
推薦選取範圍,負載慣量/電機慣量=3~5。
注:在特殊的加工情況下,例如木工機械裝置，需要在高速移動中進行曲線以及溝模的加工,在這種情況下,建議選擇慣量大於或者等於負載慣量的電機,以滿足高速加工的需求。另外,在進行高速高精度加工以及模具加工等時,建議選擇電機的慣量值使負載慣量比小於3。
在機械加工中,除了需要保證推動負載加工的連續推力之外,還必須要考慮短時的加工因素,即:電機在加減速過程中的輸出特性。在加減速過程中,會達到機械需要的最大推力。因此,在選擇電機時,需要考慮電機的最大扭矩與機械加減速過程中所需要的最大扭矩是否匹配。
電機的最大扭矩直接影響加減速時間常數的設定。
空載扭矩指不進行切削時電機所承受的扭矩,主要包括機械摩擦以及重力輔中重力的作用力矩,通常空載的扭矩應該不超過伺服電機堵轉抱矩的30%。
如果空裁扭矩與堵轉扭矩相同,則在計算均方根值時,會導致整個加工過程中的平均
扭矩值(包括加/減速扭矩、切削扭矩》超過電機的額定扭矩。
在無配重重力輔電機的使用中,如果加工中只存在向下切削的情況,此時重力可提供
部分切削力。在這種情況下,空裁扭矩最高可至伺服電機堡轉扭矩的70%。
注:培轉扭矩的標準,請根據裝置的實際特點以及實際機械的緒構進行衡量,根據實際的除錯經驗,建議連續負載的扭矩不要超過電機堡轉扭矩的30%。
在實際機械運轉中,電機的旋轉速度不可以超過電機旋轉的最大速度。
扭矩的均方根值在乙個加工週期內應該小於電機的堵轉扭矩的90%。
例如:下圖為乙個加工週期內的運轉情況,根據各個動作時的扭矩平方的平均值求出連續有效的負載扭矩。
均方根值計算：
在選擇電機時,需要使得t
動態剎車距離是指當意外事故發生時,需要裝置停止時的剎車距離。動態剎車的方法是將電機動力線的兩端進行短接〔(系統放大器內完成,不需要進行額外的連線)。
動態剎車的過程分為三個過程:
1放大器接收時間延遲產生的移動距離。延時時間為t1;
2)電磁接觸器(mcc的關斷時間產生的移動距離。延時時間為t2;
3)電磁接觸器關斷後,動態剎車過程產生的距離。
通常,t1+t2=0.05秒。
在使用中,還可以選系統功能來縮短動態剎車的距離:緊急停止距離縮短功能。
注:剎車係數a與b可以查詢手冊。
電機的保護主要是指在使用電機過程中,需要注意電機工作的環境。包括溫度、濕度、粉生等因素。正確的使用電機,會延長電機的使用壽命,同時大大減低電機的故障發生概率。
主要包括:
1)工作溫度:0c~40c。
即電機工作車間或者室內的溫度。若溫度超過40c,則應通過外界降溫的方法使溫度
處於正常的工作範圍內。
2)濕度:不<80%rh。
3)震動:安裝在工具機上的電機,其可以承受的最大震動為5g。
4防護等級:電機的單體電機防護等級為ip65(iec標準)(帶風扇的電機除外)。
但是這個防護等級資料是會在使用電機的過程中發生變化的。因此,在使用中,需要
注意如下事項(對於工具機用的電機):
a、保護電機不要處於切削液或者切削油之下。
b、避免切削油或者切削液沿電機的動力線流入電機接頭部分。
注意:在極端惡劣的工作環境中,為了避免電機受到更大的侵蝕而損壞電機,請務必
做好電機的防護工作。一些特殊工具機,如:齒輪加工機、磨床等,若是不能很好的保護電
機,請選擇更高防護等級的電機,例如:ip67〈iec標準)等級的伺服電機。
根據絲杆傳動水平軸示意圖,在絲杆傳動水平軸參數列中填寫軸基本引數。
注:最大進給速度v外,表中引數填寫的數值均為國際單位。
根據輸入的軸基本引數,根據各變數的計算公式對絲杆傳動軸電機選型中間變數表中
的變數進行計算。
根據上一步計算的軸電機選型中間變數表初選電機型號為？(對照選型樣冊),並進行確認(如下表),滿足要求。
伺服電機的選型計算方法
伺服電機 的選型計算方法 一 轉速和編碼器解析度的確認。二 電機軸上負載力矩的折算和加減速力矩的計算。三 計算負載慣量，慣量的匹配，以多摩川伺服電機為例，部分產品慣量匹配可達50倍，但實際越小越好，這樣對精度和響應速度好。四 再生電阻的計算和選擇，對於伺服，一般2kw以上，要外配置。五 電纜選擇，編...
伺服電機算功率基本公式 伺服電機選型通用計算公式
序號 名稱符號 數值單位 負載速度vl m min 2s最大定位完成45mm 直線運動部分重量mkg 滾珠絲槓長度lb m滾珠絲槓直徑db 0.02 m滾珠絲槓導程pb 0.01m滾 珠絲槓密度kg m3 減速比r 5 11 21 33 直線運動外部力fn 齒輪聯軸 器轉動慣量jg 0.00004 ...
步進電機 滾珠絲杆 伺服電機與步進電機選型
工況條件 負載的總質量 包含工作台 m1 10kg 負載的最大移動速度 vm 80mm s 絲杆質量 ms 1.24 kg 絲杆外徑 da 20 mm 絲杆螺距值 p 20 mm 絲杆與水平面之間的角度 0 絲杆的摩擦係數 u1 0.3 絲杆軸向外力 fa 0 n 電機轉速 n1 3000 rpm ...