科尔摩根(ddr)电机选型指南

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1、科尔摩根有框架 直接驱动旋转 (DDR) 电机 选型指南 带AKDTM 伺服驱动器系统有 框 架 D D R 电 机2科 尔 摩 根科尔摩根在设计每一个解决方案之前， 都会深入了解原始设备制造商 所面临的困难。随着市场需求的不断增加，原始设备制造商在每个周期中所面临的 压力越来越大。他们不仅要考虑时间限制，而且要提升产品性能， 甚至在制造当前产品之前就要考虑下一代机器的问题。期望值很 高，但是预算却要有节制。科尔摩根为客户提供新式运动解决方案 和全面的高品质产品，帮助工程师解决上述困难，同时生产出真正 有特色的机器。因为运动功能至关重要，所以它也是我们的工作重点。运动功能可 以凸显一个机器的特

2、点，通过提升机器的性能使其在市场上具有竞 争力。使用这种机器，可以提高整个系统的效率。设计完善的机器 运动功能不仅能够提高客户机器的可靠性和效率，而且还能提高准 确性和操作者安全。运动功能还具有无尽的创新空间。对这一点我 们始终非常清楚，因而在不断发展的核心产品中一直高度关注运动 功能，致力于为采用复杂运动机制的机器提供精确的速度、准度和 位置控制。? ? ?克服设计、采购和时间障碍 科尔摩根很清楚：如果能够帮助原始设备制造商 的工程师克服遇到的障碍，就可以显著提高其工 作成效。因而，我们主要通过如下三种方式来帮 助他们：集成标准和定制产品 在很多情况下，最佳方案都不是一成不变的。我们拥 有专

3、业应用知识，可以根据全面的产品组合来修改标 准产品或开放全定制解决方案，从而为设计奠定良好 的基础。提供运动解决方案而不仅仅是部件 在各公司减少供应商数量和工程人力的过程中，他们 需要一家能够提供多种集成解决方案的全系统供应 商。科尔摩根就采用了全面响应模式，为客户提供全 套解决方案，这些方案将编程软件、工程服务以及同 类最佳的运动部件结合起来。覆盖全球 我们在北美、欧洲、中东和亚洲拥有众多直销、工程 支持单位、制造设施以及分销商，并且临近全球各地 的原始设备制造商。这种便利优势可以加速我们的供 货过程，根据客户需要随时随地供货。财务和运营稳定性 科尔摩根的母公司是价值130亿美元的丹纳赫 公

4、司。丹纳赫业务系统是推动丹纳赫各部门发 展的一个关键力量。该系统采用“不断改善” （Kaizen）原理。由高素质人才构成的多学科团 队使用世界级的工具对过程进行评估，并制定相 关计划以达到卓越的性能。? 有框架直接驱动旋转(DDR) 电机 4? 直接驱动技术8? AKDTM伺服驱动器10? Co-Engineering 联合研发能力14? 有框架DDR电机系统概况 15? 有框架DDR图纸和性能数据 D(H)06x 16D(H)08x 20D(H)10x 24D(H)14x 28? 定制应用 32? 应用说明 33? 型号命名 34? MOTIONEERING 应用引擎 35目录有 框 架 直

5、 接 驱 动 器 旋 转 电 机 选 型 指 南有 框 架 D D R 电 机有 框 架 D D R 电 机4科 尔 摩 根有 框 架 D D R 电 机有框架直接驱动旋转 (DDR) 电 机我们的有框架直接驱动旋转（DDR）系列电机提供了一种高性能的免 维护伺服解决方案。它们不仅直径大，长度短，而且采用了多磁极 设计，因而实现了极高的转矩密度。将有框架DDR系列电机与我们全面的即插即用以太网AKD伺服驱动器 配合使用，可以优化机器性能，并提高机器的整体效率。DDR电机可 以用作灵活的分度器，提供可编程的快速分度功能，其吞吐量远远 超过了传统机械或可变磁阻技术分度器。它还可以用来代替机械传 动

6、结构，比如齿轮箱、同步带以及齿轮与齿条减速器。有 框 架 D D R 电 机有框架DDR电机的优势 不需要维护，准确度更高，带宽更大 运动速度更平滑，减少了噪音 动力传动没有背隙 无须使用联轴器、齿形带、心轴以及其它装配组件等传动部件 没有齿轮箱，不需要润滑 多种尺寸和转矩，可以适应任何直接驱动旋转(DDR) 应用 (DDR) 应用 提高了整个系统的性能 扁平式、紧凑型驱动解决方案 便于搭配/匹配的电机和驱动器（不需要序列号） 在连续速度应用中，速度可以达到800 rpm 简化的高转矩密度永磁设计方案 比可变磁阻电机的速度更快，转矩更大 对大惯量负载进行快速分度操作，峰值转矩可达990 lb-

7、ft 对重型负载进行分度操作，最高轴负载可达12,700 lbs 可以操作负载偏心较大的电机，负载可达472 lb-ft 采用大型穿通镗孔，可以在电机中心提供过程流体、气动和电气通道 降低噪音，减少部件数量，降低拥有成本 机器结构更紧凑，缩短了设计时间有 框 架 D D R 电 机6科 尔 摩 根有框架DDR电机MotorGearboxMotorApplication ProblemSolutionBenefitsl /iliDDRDDRDDRDDR应用问题 解决方案 优点电机电机电机电机电机电机电机电机齿轮箱齿轮箱传动皮带 皮带轮传动皮带 / 皮带轮 零维护 无传动皮带调节 / 更换 无传动

8、皮带柔性 伺服性能更好 简化的机械安装 扁平外形 静音运行 部件数目更少 空心轴齿轮电机 直角 联机G G/ i h/ i h齿轮电机 / 直角 / 联机 零维护 无齿轮箱润滑 无齿轮箱背隙 伺服性能更好 扁平外形 静音运行 空心轴大型立式轮大型立式轮 零维护 无传动皮带调节 / 更换 无传动皮带柔性 伺服性能更好 分度时间更快 简化的机械安装 静音运行 部件数目更少 空心轴旋转分度器旋转分度器 零维护 无齿轮箱润滑 无齿轮箱背隙 伺服性能更好 静音运行 部件数目更少 空心轴有 框 架 D D R 电 机有框架DDR电机属于多极（16到32）空心轴电机，带有自己的轴承和高分辨率编码器系统。它们

9、直接连接到负 载，可以实现精密度和重复度非常高的系统。有框架DDR电机不需要维护，操作噪音更低，其动态性能比使用 齿轮、皮带、凸轮或其它机械传动部件的系统更好。有框架DDR的优势直接驱动的优势与以前采用机械分度器的设计方案相比，直接驱动方案在如 下方面更为出色：可重复性更好有框架DDR的重复误差小于1弧秒，比机械分度器要好很多。性能不会随着时间而下降直接驱动系统的性能、精度和可重复性不会像机械分度器那 样随着时间而下降。如果采用机械分度器，经过一段时间后 部件会磨损，使精度和可重复度下降。迅速停止如果相关过程出现错误，直接驱动系统会迅速停止。机械分 度器则需要几个周期才能停止，这样容易损坏加工

10、部件和机 器。显著降低噪音如果采用机械分度器，噪音很大，两个人需要大声喊叫才能 听见对方。而如果采用有框架DDR，则几乎听不到它操作的 声音。方便地更改轨迹使用有框架DDR，很容易更改转位角度、速度、加速度以及 停歇时间等运动参数。机械分度器不支持灵活的运动轨迹。提升价值与其替代的机械分度器相比，有框架DDR价格非常有吸引 力。如果考虑上述其它优势，毫无疑问有框架DDR是更好的 选择。有框架DDR的优势以医疗制造机器为例，有框架DDR电机提高了这种机器的性 能。 如图所示，产品位于机器转台外侧的转动架上。115公斤的负 载轮惯量为20kg-m2。共有96个钢销，要移动的转位角度为3.5 度。

11、在不到100毫秒的时间即可完成运动。DDR电机的特点 四种机框尺寸 耐用的交叉滚子轴承 双轴承选件 符合IP67标准的选件 连续转矩范围：从5.8 Nm（4.3 lb-ft）到339 Nm（250 lb-ft） 采用多极高效电磁设计，优化了转矩输出 集成了高分辨率正弦编码器 每转计数134,217,728，27位 反馈精度:+/-26弧秒 重复误差低于1弧秒直 接 驱 动 技 术8科 尔 摩 根直接驱动技术传统伺服系统的机械传动一般带有齿轮、齿轮头、皮带/皮带轮或 凸轮，它们连接在电机和负载之间。如果采用直接驱动技术，则不需要机械传动，电机直接连接到负 载。为什么要使用直接驱动技术? 提高精度

12、和可重复度一个“高精度”行星齿轮头的背隙可以达到1弧分。对于绝对稳定驱动电 机，这可能使负载移动1弧分。科尔摩根的标准直接驱动旋转（DDR）伺 服电机的重复误差小于1弧秒。因此，直接驱动电机的位置保持能力比传 统电机/齿轮头好60倍。直接驱动技术提高了精度以后，可以使机器生产更高质量的产品： 印刷套准更精确 可以更精确地固定切割或进给长度 与其它机器轴的协调更精确 分度位置更准确 避免了背隙所导致的问题更大的带宽机械传动部件限制了机器的启动和停止速度，并限制了所需的整定时 间。这些因素影响了机器可能的吞吐量。直接驱动技术消除了这些限制因素，可以实现更快地启动/停止操作，并 显著缩短了整定时间。

13、这样可以增加机器的吞吐量。根据直接驱动系统 用户提供的数据，可以将吞吐量增加一倍。提高可靠性，不需要维护齿轮、皮带和其它机械传动部件可能会折断。如果不使用这些部件而使 用DDR电机，就可以提高机器的可靠性。在磨损比较严重的启动/停止应 用系统中，齿轮头需要定期进行润滑和/或更换。皮带需要定期拧紧。在 直接驱动电机中没有会随着时间磨损的部件，因而不需要维护。伺服电机和齿轮头直接驱动器电机提高重复能力提高了吞吐量?Gearbox BacklashDDR Repeatability 60 Times BetterArcMinutes10-1Conventional Rotary Servo with

14、 Mechanical TransmissionDDR motors provide higher throughput because start/stop limitations of mechanical transmissions are eliminated弧弧分重复能力DDR重复能力 高60倍齿轮箱齿轮箱 背隙动的传带有机械传动带有机械传动的传 统旋转伺服避免机械传动所因为避免了机械传动所 造成的启动/停止限制 条件，所以DDR电机的 吞吐量更高直 接 驱 动 技 术形式用途KBM无框DDR必须尽量减少尺寸和重量的应用有框架DDR负载位于电机轴承上的应用， 比如分度或速率转台模块式

15、DDR现有轴承的任何应用DDR应用部件更少对于直接驱动电机，只需要电机和安装螺栓即可。它们通 常可以取代很多部件，其中包括托架、防护装置、皮带、 皮带轮、张紧器、联轴器和螺栓，从而带来如下益处： BOM上的部件更少。需要购买、安排、库存和控制的部 件数量更少，要组装的部件也更少。 对于采用机械传动的伺服设备，组装需要几个小时，对 于DDR伺服，则只需要几分钟。 降低成本。虽然直接驱动电机的价格可能略高于相同转 矩的电机/齿轮头，但是考虑到它不需要使用机械传统伺 服系统的很多部件，并节约了所有额外部件的工作量， 因而总体上仍然减少了成本。无惯量匹配要求带有机械传动的伺服系统需要进行惯量匹配，这限制了折 算后的负载惯量，使其不能超过电机惯量的五到十倍。如 果不满足此限制条件，则会因为不稳定性问题而导致系统 难以控制。因为机械传动系统有惯量匹配限制，所以机器 设计者经常需要使用比刚好满足惯量匹配要求的电机规格 更大的电机。而直接驱动技术则不