FANUCα伺服电机的选择.pdf

α电机的选择 1 1 惯量的计算 2 加减速力矩 3 变动负载力矩的计算 4 功率的计算计算时要注意使用的物理单位。例如: Kgf 是力的单位---- 千克力; Kg 是重量单位---- 千克。(考虑力矩,惯量和速度) 1 惯量理论上要求电动机的惯量= 负载惯量的 3倍。最好电动机的惯量=负载惯量的。但是, 一般为 3 x 电动机的惯量>负载惯量 (MITSUBISHI 建议为 倍) 。 2 机床无负载时机床无负载运行时,要求加在电动机上的力矩应小于电动机的连续额定力矩的 50% 以下。但是实际上在 35% 以下。 3加减速力矩加( / 减)速时间要短,须在电动机的允许范围内。 4 频繁地定位和加/ 减速频繁地定位和加/减速会使电动机发热,此时需要计算出电动机承受的力矩的均方根值 Trms ,使其小于电动机的额定力矩 Tc 。 5 变动负载负载波动频繁时,要计算一个工作周期的负载力矩的均方根值 Tmrs ,使其小于电动机的额定力矩 Tc 。 6 条件 5 : 电动机以最大切削力矩运行的时间应在允许的范围内(核算 Ton ) 。 7其它: 开环与闭环注意选择电动机的类型,闭环时请不要用β电机。加工模具时需用α m。箱体零件用α电机。大螺距加工不要用β电机。转数(进给速度的要求) 。(考虑功率,速度。车床和镗床还要考虑低速的力矩) 额定转速以上为恒功率;以下为恒力矩。在额定转速以下随转速下降功率正比下降, 而在此段内车床或镗床多用于粗加工, 因此必须核算此段的电动机输出功率能否满足切削要求, 否则会造成“闷车”。这也就是车床和镗床要求宽的功率调速范围的原因。 1 根据加工方式(车圆,铣削,钻削)计算切削功率。考虑效率后选择满足功率要求的电动机。 2 核算额定转速以下的功率是否满足要求。 T=975 * P / n T :力矩( Nm ) P :功率( Kw ) n :转速( rpm ) α电机的选择 2 : 电机容量的选择:伺服力矩(大螺距时注意) ,主轴功率(低速时注意) 控制电源容量功率电源容量 放大器容量满载重切削时电流= 额定值惯性负载,特别是转台或摆头,除考虑力矩和功率外,还要考虑惯量匹配。 I/O : 惯量匹配,导轨与工作台的摩擦,润滑,阻尼,间隙,刚性,检尺。α电机的选择 3 进给伺服电机的选择(摘自 B-65262EN ) 电动机要承受两种形式的力矩:恒定的负载转矩和切削力矩(包括摩擦力矩) ;加/ 减速力矩。下面介绍这两种力矩的计算方法及在选择电动机时应满足的条件。条件 1 : 机床无负载运行时,加在电动机上的力矩应小于电动机的连续额定力矩的 50% 以下。否则,在切削或加减/ 速时电动机就可能过热。条件 2 : 加( /减)速时间要短,须在电动机的允许范围内。通常,负载力矩帮助电动机的减速,因此,如果加速能在允许时间内完成的话,减速也可在相同的时间内完成。这样我们只需计算加速力矩,并在允许时间内核算该力矩在电动机的机械特性的断续区内。条件 3 : 频繁地定位和加/减速会使电动机发热,此时需要计算出电动机承受的力矩的均方根值 Trms ,使其小于电动机的额定力矩 Tc 。条件 4 : 负载波动频繁时,要计算一个工作周期的负载力矩的均方根值 Tmrs ,使其小于电动机的额定力矩。条件 5 : 电动机以最大切削力矩运行的时间应在允许的范围内(核算 Ton ) 。条件 6:负载的惯量要小于电动机本身惯量的 3 倍( Mitsubishi 推荐为 倍) 。本文譯自“α伺服电动机规格说明书( B-65262EN ) ”,但适用于α i 电动机的选择;选择β i电动机时也可作为参考。α电机的选择 4 1 . 伺服电机的机械驱动本节叙述水平运动伺服轴(见下图)的电机选择步骤。例:工作台和工件的 W :运动部件(工作台及工件)的重量( kgf )=1000 kgf 机械规格μ:滑动表面的摩擦系数= η:驱动系统(包括滚珠丝杠)的效率= fg :镶条锁紧力( kgf )=50 kgf Fc :由切削力引起的反推力( kgf )=100 kgf Fcf :由切削力矩引起的滑动表面上工作台受到的力( kgf ) =30kgf Z1/Z2 : 变速比=1/1 例:进给丝杠的(滚珠 Db :轴径=32 mm 丝杠)的规格 Lb :轴长=1000 mm P :节距=8 mm 例:电机轴的运行规格 Ta :加速力矩( )