① 如何選擇步進電機和直線導軌
用雷賽86HS85沒問題。
② 伺服電機的選用方法
伺服電機選型及負載轉矩計算
慣量轉矩計算
機械製造商在選購電機時擔心切削力不夠,往往選擇較大規格的馬達,這不但會增加機床的製造成本,而且使之體積增大,結構布局不夠緊湊。本文以實例應用闡明了如何選擇最佳規格電機的方法,以控制製造成本。
一、進給驅動伺服電機的選擇
1.原則上應該根據負載條件來選擇伺服電機。在電機軸上所有的負載有兩種,即阻尼轉矩和慣量負載。這兩種負載都要正確地計算,其值應滿足下列條件:1)當機床作空載運行時,在整個速度范圍內,加在伺服電機軸上的負載轉矩應在電機連續額定轉矩范圍內,即應在轉矩速度特性曲線的連續工作區。2)最大負載轉矩,載入周期以及過載時間都在提供的特性曲線的准許范圍以內。3)電機在加速/減速過程中的轉矩應在加減速區(或間斷工作區)之內。4)對要求頻繁起,制動以及周期性變化的負載,必須檢查它的在一個周期中的轉矩均方根值。並應小於電機的連續額定轉矩。5)加在電機軸上的負載慣量大小對電機的靈敏度和整個伺服系統的精度將產生影響。通常,當負載小於電機轉子慣量時,上述影響不大。但當負載慣量達到甚至超過轉子慣量的5倍時,會使靈敏度和響應時間受到很大的影響。甚至會使伺服放大器不能在正常調節范圍內工作。所以對這類慣量應避免使用。
推薦對伺服電機慣量Jm和負載慣量Jl之間的關系如下:
Jl<5×Jm
1、負載轉矩的計算
負載轉矩的計算方法加到伺服電機軸上的負載轉矩計算公式,因機械而異。但不論何種機械,都應計算出折算到電機軸上的負載轉矩。
通常,折算到伺服電機軸上的負載轉矩可由下列公式計算:
Tl=(F*L/2πμ)+T0
式中:Tl折算到電機軸上的負載轉矩(N.M);
F:軸向移動工作台時所需要的力;
L:電機軸每轉的機械位移量(M);
To:滾珠絲杠螺母,軸承部分摩擦轉矩折算到伺服電機軸上的值(N.M);
Μ:驅動系統的效率
F:取決於工作台的重量,摩擦系數,水平或垂直方向的切削力,是否使用了平衡塊(用在垂直軸)。
無切削時: F=μ*(W+fg),切削時: F=Fc+μ*(W+fg+Fcf)。
W:滑塊的重量(工作台與工件)Kg;
Μ:摩擦系數;
Fc:切削力的反作用力;
Fg:用鑲條固緊力;
Fcf:由於切削力靠在滑塊表面作用在工作台上的力(kg)即工作台壓向導軌的正向壓力。 計算轉矩時下列幾點應特別注意:
(a)由於鑲條產生的摩擦轉矩必須充分地考慮。通常,僅僅從滑塊的重量和摩擦系數來計算的轉矩很小的。請特別注意由於鑲條加緊以及滑塊表面的精度誤差所產生的力矩。
(b)由於軸承,螺母的預載入,以及絲杠的預緊力滾珠接觸面的摩擦等所產生的轉矩均不能忽略。尤其是小型輕重量的設備。這樣的轉矩回應影響整個轉矩。所以要特別注意。
(c)切削力的反作用力會使工作台的摩擦增加,以此承受切削反作用力的點與承受驅動力的點通常是分離的。如圖所示,在承受大的切削反作用力的瞬間,滑塊表面的負載也增加。當計算切削期間的轉矩時,由於這一載荷而引起的摩擦轉矩的增加應給予考慮。
(d)摩擦轉矩受進給速率的影響很大,必須研究測量因速度工作台支撐物(滑塊,滾珠,壓力),滑塊表面材料及潤滑條件的改變而引起的摩擦的變化。已得出正確的數值。
(e)通常,即使在同一台的機械上,隨調整條件,周圍溫度,或潤滑條件等因素而變化。當計算負載轉矩時,請盡量藉助測量同種機械上而積累的參數,來得到正確的數據。
2.負載慣量的計算。
由電機驅動的所有運動部件,無論旋轉運動的部件,還是直線運動的部件,都成為電機的負載慣量。電機軸上的負載總慣量可以通過計算各個被驅動的部件的慣量,並按一定的規律將其相加得到。
1)圓柱體慣量 如滾珠絲杠,齒輪等圍繞其中心軸旋轉時的慣量可按下面公式計算: J=(πγ/32)*D4L(kg cm2) 如機構為鋼材,則可按下面公式計算: J=(0.78*10-6)*D4L(kg cm2) 式中: γ材料的密度(kg/cm2) D圓柱體的直經(cm) L圓柱體的長度(cm)
2)軸向移動物體的慣量工件,工作台等軸向移動物體的慣量,可由下面公式得出: J=W*(L/2π)2 (kg cm2) 式中: W直線移動物體的重量(kg) L電機每轉在直線方向移動的距離(cm)
3)圓柱體圍繞中心運動時的慣量如圖所示:圓柱體圍繞中心運動時的慣量屬於這種情況的例子:如大直經的齒輪,為了減少慣量,往往在圓盤上挖出分布均勻的孔這時的慣量可以這樣計算: J=Jo+W*R2(kg cm2) 式中:Jo為圓柱體圍繞其中心線旋轉時的慣量(kgcm2) W圓柱體的重量(kg) R旋轉半徑(cm)
4)相對電機軸機械變速的慣量計算將上圖所示的負載慣量Jo折算到電機軸上的計算方法如下: J=(N1/N2)2Jo 式中:N1 N2為齒輪的齒數
3.電機加速或減速時的轉矩
電機加速或減速時的轉矩
1)按線性加減速時加速轉矩計算如下: Ta=(2πVm/60*104) *1/ta(Jm+JL)(1-e-ks。ta) Vr=Vm{1-1/ta.ks(1-e-ksta) Ta加速轉矩(N.M) Vm快速移動時的電機轉速(r/min) Ta加速時間(sec) Jm電機慣量(N.m.s2) JL負載慣量(N.m.s2) Vr加速轉矩開始減少的點 Ks伺服系統位置環增益(sec-1)
電機按指數曲線加速時的加速轉矩曲線此時,速度為零的轉矩To可由下面公式給出: To==(2πVm/60*104) *1/te(Jm+JL) Te指數曲線加減速時間常數
2)當輸入階段性速度指令時。 這時的加速轉矩Ta相當於To,可由下面公式求得(ts=ks), Ta==(2πVm/60*104)*1/ts(Jm+JL)。
3.工作機械頻繁啟動,制動時所需轉矩。
當工作機械作頻繁啟動,制動時,必須檢查電機是否過熱,為此需計算在一個周期內電機轉矩的均方根值,並且應使此均方根值小於電機的連續轉矩。
電機的均方根值:
Trms=√[(Ta+Tf)2t1+Tf2t2+(Ta-Tf)2t1+To2t3]/T周
式中: Ta加速轉矩(N.M) Tf摩擦轉矩(N.M) To在停止期間的轉矩(N。M)t1t2t3t周 所知的時間。 t1t2t3t周 所知的時間示意圖
4.負載周期性變化的轉矩計算
也需要計算出一個周期中的轉矩均方根值Trms。且該值小於額定轉矩。這樣電機才不會過熱,正常工作。
負載慣量與電機的響應和快速移動ACC/DEC時間息息相關。帶大慣量負載時,當速度指令變化時,電機需較長的時間才能到達這一速度,當二軸同步插補進行圓弧高速切削時大慣量的負載產生的誤差會比小慣量的大一些。
通常,當負載慣量小於電機慣量時上述提及的問題一般不會發生。如果高於5倍馬達轉子慣量,一般伺服會出現不良反應,像高速激光切割機床,在設計時就要考慮負載慣量低於電機轉子慣量。
③ 200kg 的負載採用直徑25導程10的絲杠,和直線導軌的結構步進電機應該選多少w的直線滑塊應該選多大的
這個需要算扭矩,步進電機不是按W來的,它是按外形尺寸大小來的,比如57 86 數越大扭矩就越大,還有你這里需要提供速度和你的應用場景
④ 前輩您好!本人想采購一些直線導軌,承載約30~40千克,速度1米/秒左右。不知道如何選購。
看來你沒有計算軟體,如果只知道重量的話,是不能算出你想要選型的東西的。
當然你的系統中也會有最大速度,以及加速時間。這樣你可以求出最大加速度,有加速度了,可以求得你想要的力,也就是你的伺服電機。(一般來說伺服電機的加速度時間可以設定的,如果你沒有的話,可以先選擇0.1S的加速時間。有加速度了,乘以質量,得出你所需要的伺服馬達的功率。)馬達有了,就可以選擇你需要的滾軸絲杠了。直線導軌的選擇,主要因素是精度了,看你想要達到的是什麼精度,如果對精度沒有要求的話,只要是能夠滿足重量要求,隨便選就可以了。
⑤ 直線電機驅動器怎麼選型主要依據哪些參數
選驅動器還是選上位機(上位機就是控制器,包括PLC,運動控制卡或者NC系統)。如果是上位機就比較麻煩點,涉及到控制方式,控制速度,光柵尺的精度等等。如果是驅動器,那麼只要電流電壓匹配就可以了,剩下的就是選用哪個品牌的而已。如果是自己做直線電機,建議採用歐美國家的驅動器,他們採用的是開放式的編程方式;小日本的也不錯,但編程方式設置死了,代碼不開放可能會跟上位機產生不匹配現象。
⑥ 如何判斷直線電機的性能
我選擇的時候主要是考慮出力、散熱、體積。Tecnotion是我見過的比較好的直線電機了,體積小。也看過一些多個品牌直線電機電機的對比,可以說各有所長,但是總體來說tecnotion的是最好的。比較的電機品牌主要有Parker、Kollmorgen、Tecnotion,Baldor,Aerotech。等目前不採用日系的電機、采購周期長、售後不好。
⑦ 直線電機自帶導軌嗎還有制動
導軌是直線電機選型的一個選項,可以選用也可以自行設計安裝,豎直方向使用應該選用導軌,具體是否可以滿足負載要求可以參照選型表確認該型號的帶載能力,豎直方向應用一般建議加裝一路氣源(很多型號的直線電機有此功能)以克服重力,保證上下負載平衡
⑧ 設計一滑台,伺服電機怎麼選急!!!!!
滑台重1.2噸, 還是負載重1.2噸,你的速度是700mm/1000*2s=0.35m/s,勻速運動功率:P=1.2T*1000*9.8*0.004*0.35m/s=16.5W 啟停牽引功率P=1.2T*1000*9.8*0.35m/s=4.2KW Email:[email protected]
⑨ 請問用於張力控制的直線電機有什麼設計上的要求,比如滑軌滑塊的要求,底座厚度的要求
線軌一般用進口高組裝就可以,底座的厚度和線軌的選型一定要把直線電機的磁吸力考慮進去,一般底座要做受力分析,線軌還要考慮極限動載荷。直線電機的磁吸力很大,還有你需要的張力,運行的加速度,都要考慮進去。
⑩ 電機選型問題