FANUC伺服电机选型计算样稿.doc

1 引言
现代机电行业中常常会碰到部分复杂运动，这对电机动力荷载有很大影响。伺服驱动装置是很多机电系统关键，所以，伺服电机选择就变得尤为关键。首先要选出满足给定负载要求电动机，然后再从中按价格、重量、体积等技术经济指标选择最适合电机。设计时进给伺服电机选择标准是：首先依据转矩－速度特征曲线检验负载转矩，加减速转矩是否满足要求，然后对负载惯量进行校合，对要求频繁起动、制动h电机还应对其转矩均方根进行校合，这么选择出来电机才能既满足要求，又可避免因为电机选择偏大而引发问题。
本文关键叙述了针对VMC 750立式加工中心功效要求和规格参数，对各轴伺服电动机进行计算选择，确定FANUC伺服电动机型号和规格大小，并给出数据表。同时在论文中简述了各数据计算公式和数据计算例子。让读者能够直观了解VMC750伺服电机数据信息，并知道怎样依据一台加工中心功效要求和规格参数进行数据计算，来选择适宜伺服电机。

在伺服电机选型计算当中其关键数据包含：负载/ 电机惯量比，加减速力矩， 切削负载转矩，连续过载时间等几方面内容，本节内容便为大家简述了以上关键数据计算方法。
2．1 负载/ 电机惯量比
正确设定惯量比参数是充足发挥机械及伺服系统最好效能前提，此点在要求高速高精度系统上表现尤为突出，伺服系统参数调整跟惯量比有很大关系，若负载电机惯量比过大，伺服参数调整越趋边缘化，也越难调整，振动抑制能力也越差，所以控制易变得不稳定；在没有自适应调整情况下，伺服系统默认参数在1~3 倍负载电机惯量比下，系统会达成最好工作状态，这么，就有了负载电机惯量比问题，也就是我们通常所说惯量匹配，假如电机惯量和负载惯量不匹配，就会出现电机惯量和负载惯量之间动量传输时发生较大冲击；下面分析惯量匹配问题。
TM - TL = ( JM + JL ) α （1）
式中，TM———电机所产生转矩；
TL———负载转矩；
JM———电机转子转动惯量；
JL———负载总转动惯量；
α ———角加速度。
2．2 加减速力矩
伺服电机除连续运转区域外，还有短时间内运转特征如电机加减速，用最大转矩表示；即使容量相同，最大转矩也会因各电机而有所不一样。最大转矩影响驱动电机加减速时间常数[7]，使用公式(3)，估算线性加减速时间常数ta，依据该公式确定所需电机最大转矩，选定电机容量。
ta = ( JL + JM ) ×( - TL )（3）
式中，n ———电机设定速度，r/min；
JL———电机轴换算负载惯量，kg·cm2；
JM———电机惯量，kg·cm2；
Tmax———电机最大转矩，N·m；
TL———电机轴换算负载（摩擦、非平衡）转矩，N·m。
2．3 切削负载转矩
在正常工作状态下，切削负载转矩 不超出电机额定转矩 80%。连续特征（连续实效负载转矩）对要求频繁起动、制动数控机床，为避免电机过热，必需检验它在一个周期内电机转矩均方根值，并使它小于电机连续额定转矩，其具体计算可参考其它文件。在选择过程中依次计算此五要素来确定电机型号，假如其中一个条件不满足则应采取合适方法，如变更电机系列或提升电机容量等
2．4 连续过载时间
连续过载时间应限制在电机要求时问之内。不过，
Tc若小于了Tms则勿需对此项进行检验。
Tlam≤ TMon，
式中TLam ——连续过载时间，min
TMON ——电机要求过载时问，min
3 VMC 750立式加工中心伺服电机选择
选择电机时计算条件 叙述VMC750立式加工中心伺服轴（见图3-1-1）电机选择步骤。
图3-1-1 水平运动伺服轴
例：工作台和工件 W ：运动部件（工作台及工件）重量（kgf）=600kgf
机械规格 μ ：滚动导轨摩擦系数：
π ：驱动系统效率：
fg ：夹具固定力：50kgf
Fc ：由切削力产生推进阻力：500kgf
Fcf ：由切削力矩产生工作台对滑动表面压力：25kgf
Z1/Z2：齿轮减速比：1：1
例：进给丝杠（滚珠 Db ：轴径=32 mm
丝杠）规格 Lb ：长度：900mm，单支承
P ：螺距：12mm
例：电机轴运行规格 快进速度：X、Y轴：30m/min；Z轴：24m/min
加速时间：

为使伺服进给系统进给实施部件含有快速对应能力，