《伺服电机、步进电机、丝杠、导轨的计算选择》由会员分享，可在线阅读，更多相关《伺服电机、步进电机、丝杠、导轨的计算选择（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、伺服电机的选择伺服电机：伺服主要靠脉冲来定位，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而 实现位移；可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/WM相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同 时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺 服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。闭环半闭环：格兰达的设备用伺服电机都是半闭环，只是编码器发出多少个脉冲，无法进行反馈值和目标 值的比较；如是闭环则使用光栅尺进行反馈。开环步进电机：则没有记忆发出多少个脉冲。伺服：速度控制、位置控制、力矩控制
2、增量式伺服电机：是没有记忆功能，下次开始是从零开始；绝对值伺服电机：具有记忆功能，下次开始是从上次停止位置开始。伺服电机额定速度3000rpm，最大速度5000 rpm；加速度一般设0.05 0.5s计算内容：1. 负载（有效）转矩T伺服电机T的额定转矩2. 负载惯量J/伺服电机惯量J 10 （5倍以下为好）3. 加、减速期间伺服电机要求的转矩 伺服电机的最大转矩4. 最大转速电机额定转速伺服电机：编码器分辨率2500puls/圈；则控制器发出2500个脉冲，电机转一圈。1. 确定机构部。另确定各种机构零件（丝杠的长度、导程和带轮直径等）细节。典型机构：滚珠丝杠机构、皮带传动机构、齿轮齿条机构
3、等2. 确定运转模式。（加减速时间、匀速时间、停止时间、循环时间、移动距离）运转模式对电机的容量选择影响很大，加减速时间、停止时间尽量取大，就可以选择小容量电机3. 计算负载惯量J和惯量比（xkg.）。根据结构形式计算惯量比。负载惯量J/伺服电机惯量J 10单位 （xkg.）计算负载惯量后预选电机，计算惯量比4. 计算转速N【r/min】。根据移动距离、加速时间ta、减速时间td、匀速时间tb计算电机转速。计算最高速度Vmaxx ta x Vmax + tb x Vmax + x td x Vmax = 移动距离 则得Vmax=0.334m/s（假设）则最高转速：要转换成N【r/min】，1）
4、丝杆转1圈的导程为Ph=0.02m （假设）最高转速Vmax=0.334m/s （假设N = Vmax/Ph = 0.334/0.02=16.7 （r/s）=16.7 x 60 = 1002 （r/min） 3000（电机额定转速）2）带轮转1全周长=0.157m （假设）最高转速Vmax=1.111 （m/s）N = Vmax/Ph = 1.111/0.157 = 7.08 （r/s）=7.08 x 60 = 428.8 （r/min） 3000（电机额定转速）5. 计算转矩T【N . m】。根据负载惯量、加减速时间、匀速时间计算电机转矩。计算移动转矩、加速转矩、减速转矩确认最大转矩：加减速
5、时转矩最大 电机最大转矩确认有效转矩：有效（负载）转矩 电机额定转矩6. 选择电机。选择能满足35项条件的电机。1. 转矩N.m: 1）峰值转矩：运转过程中（主要是加减速）电机所需要的最大转矩；为电最大转矩的80% 以下。2）移动转矩、停止时的保持转矩：电机长时间运行所需转矩；为电机额定转矩的80%以下。3）有效转矩：运转、停止全过程所需转矩的平方平均值的单位时间数值；为电机额定转矩的80%以下。Ta：加速转矩ta:加速时间Tf：移动转矩tb：匀速时间Td：减速转矩td：减速时间tc： 循环时间2. 转速：最高转速运转时电机的最高转速：大致为额定转速以下；（最高转速时需要注意转矩和温度的 上升
6、）3. 惯量：保持某种状态所需要的力步进电机步进虫机：是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。可以通过控制脉冲个数来控 制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从 而达到调速的目的。1.步进电机的最大速度6001200rpm加速度一般设0.1s1s1. 确定驱动机械结构2.确定运动曲线3.计算负荷转矩4.计算负荷惯量5.计算启动转矩6.计算必须转矩7.电机选型8.选型电机验算9.选型完成选定电机：1. 负载惯量J/伺服电机惯量J负载转矩T3. 在最大脉冲速度f0时，离开转矩（是不是必须转矩）负载转矩T步进选型计算见（KINCO
7、步进选型中12页的例题）伺服选型计算见（松下伺服选型计算伺服电机选型方法）1千克米（kg,m） = 9.8牛顿米（N,m）。脉冲当量（即运动精度）&= 0.05（0.05为重复定位精度）200为两相步进电机的脉冲数 m为细分数200=360/1.8 i减速比1/xC电机转一圈的周长无减速比电机转一圈丝杠走一个导程电机转速（r/s） V=p为脉冲频率例：巳知齿轮减速器的传动比为1/16，步进电机步距角为1.5,细分数为4细分，滚珠丝杠的基本导程为4mm。问：脉冲当量是多少？脉冲当量是每一个脉冲滚珠丝杠移动的距离滚珠丝杠导程为4mm，滚珠丝杠每转360滚珠丝杠移动一个导程也就是4mm那么每一度移动
8、（4/360） mm电机4细分，步距角为1.5，则每一个脉冲，步进电动机转1.5/4那么一个脉冲，通过减速比，则丝杠转动（1.5/4） * （1/16）度那么每个脉冲滚珠丝杠移动距离（及脉冲当量）&：&= （1.5/4） * （1/16） * （4/360） =0.0003mm 或者&= 往复运动周期、游隙0. 15mm二. 选择项目：丝杠直径、导程、螺母型号、精度、轴向间隙、丝杠支撑方式、马达三. 计 算：1 .精度和类型。（游隙、轴向间隙）0. 15mm,选择游隙在0. 15以下的幺幺杠，查表选择直径32mm以下的丝杠。32mm游隙为 0. 14mmo为了满足+-0. 3mm/1000mm
9、则，+-0. 3mm/1000=x/300 则x=+-0. 09mm.必+ 0. 090mm / 300mm以上的尊程精度。参照幺幺杠精度等级，选择C7级丝杠。定位或传动导程和马达的最高转速l.Ph:丝.杆导程mm 2. V：预4. A：减速比一般只看动载荷丝杠类型：根据机构确定丝杠类型是：轧制或研磨、2. 导程。（以直线速度和旋转速度确定滚珠丝杠导程）Ph=60*1000*v/（N/A）定的最高进给速度m/s3. N：马达使用转速rpm3. 直径。（负载确定直径）动载荷、静载荷；计算推力，轴向负荷的计算：u摩擦系数；a=Vmax/t加速度；t加减速时,间;水平时：加速时承受最大轴向载荷，减速
10、时承受最小载荷：垂直时：上升时承受最大轴向载荷，卜 降时承受最小载荷；1 .加速时（上升）N： Fmax=u*m*g+f-m*a 2.减速时（下降）N： Fmin二u*m*g+f-m*a3.匀速时 N：F匀二u*m*g+fu因螺梓事由直彳密越,螺才旱翰的容言午申由向荷越小4. 长度。（总长二工作行程+螺母长度+安全余量+安装长度+连接长度+余量）。如果增加了防护，比如护套,需要把护套的伸缩比值（一般是1： 8,即护套的最大伸长量除以8）考虑进去。5. 支撑方式。固定-固定固定-支撑 支撑-支撑 固定-自由6 .螺母的选择：7. 许用转速计算：螺样坤血直彳至20mni、岸程Ph=20mm最高速度
11、Vmax = lm/s贝IJ：最高速 Nmax=Vinax * 60 * /Ph许用转速（临界转速） Nl=r * （dl/） *r安装方式决定的系数；dl二丝杠轴沟槽谷径；1二安装间距所以有：最高转速 许用转速8 .刚度的选择 9 .选择马达*验证：刚度验证、精度等级的验证、寿命选择、驱动转矩的选择*滚珠丝杠副预紧：1.方式：双螺母垫片预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母增大滚珠直径预紧；2口的：消除滚珠丝杠副的轴向间隙、增大滚珠丝杠副的刚性、*以值：D：滚珠丝杠副的公称直径，也为滚珠中心处的直径（mm） ; N：滚珠幽杠副的极限转速（rpm）*导程精度、定位精度、重复定位精度导程精度：1 .有
12、效行程Lu内的平均行程偏差e （um）, ep=2* （Lu/300） * V300=C ；2. 任意300mm行程内行程变动量V300 （um）, V300V定位精度：1）导程精度2）轴向间隙3）传动系统的轴向刚性4）热变形5）丝杠的运动姿势重复定位精度：预紧到负间隙的丝杠，重复定位精度趋于零;直线导轨的选择1. 直线导轨的运动精度：1）运动精度：a：滑块顶面中心对导轨基准底面的平行度；b:与导轨基准侧面同侧的滑块侧面对导轨 基准侧面的平行度。2）综合精度：a：滑块上顶面与导轨基准底面高度H的极限偏差；b：同一平面上多个滑块顶面高度H 的变动量；c：与导轨基准侧面同侧的滑块侧面对导轨基准侧面
13、间距离W1的极限偏差；d:：同一 导轨上多个滑块侧面对导轨基准侧面可1的变动量。3）导轨上有超过两个以上的导轨，只检验首尾两个滑块，中间的不做W1检验，但中间的W1应小于首 尾的W1。2. 选择：1- -确定轨宽。轨宽指滑轨的宽度。轨宽是决定其负载大小的关键因素之一2- -确定轨长。这个长度是轨的总长，不是行程。全长=有效行程+滑块间距（2个以上滑块）+滑块长度X滑块数量+ 两端的安全行程，如果增加了防护罩，需要加上两端防护罩的压缩长度。3- -确定滑块类型和数量。常用的滑块是两种：法兰型，方形。前者高度低一点，但是宽一点，安装孔是贯穿螺纹孔，后者高一 点，窄一点，安装孔是螺纹盲孔。两者均有短型、标准型和加长型之分（有的品牌也称为中负荷、重 负荷和超重负荷），主要的区别是滑块本体（金属部分）长度不同，当然安装孔的孔间距也可能不同， 多数短型滑块只有2个安装孔。滑块的数量应由用户通过计算确定，在此
