zixici 发表于 2012-7-22 16:39:55

数控机床伺服电机选定

       做一个机床工程师，其实要懂很多才能设计出合格机床，既要懂结构分配：（如1.运动副分配原则：例卧加，动柱式会如果主轴下垂的话导致刀尖线在运动，定柱会变为点在运动，2.精度分配原则：例大龙门：定梁和动梁精度分配也会不一样，3.功能分配原则等）；也要懂装配工艺（如1.配铲面的选择2.电机和丝杠同心度保证）；还要懂加工工艺等。只有考虑全面才会是一个好的设计师。不过最基本的还是学会如何选伺服电机，以下是我公司培训用教材，希望要帮到大家。•伺服电机选定所必须的项目

• ①移动物重量(W) 、②一次旋转移动量(l)、移动方向
–   工件转动惯量(Jw)＝移动物重量×（一次旋转移动量／２π）2
•移动物重量1000kg、一次旋转移动量12mm(=0.012m)、Jw=0.00365kgm2
–   重力轴负载(Tw)＝移动物重量×（一次旋转移动量／２π）×9.8÷机械效率
•移動物重量1000kg、一次旋转移动量12mm(=0.012m)、機械効率0.8、Tw=23.4Nm
–   摩擦负载(Tf)＝移动物重量×（一次旋转移动量／２π）×9.8×摩擦系数
•移動物重量1000kg、一次旋转移动量12mm(=0.012m)、摩擦系数0.1、Tf=1.87Nm
•丝杠（③直径(D)、④长度(L)、⑤螺距(p)）
–   丝杠转动惯量(Jb) ＝765×（螺纹直径）4×长度×(一次旋转移动量／螺距)2
•螺纹直径40mm、长度1m 765×(0.04)4×1=0.00196kgm2
•螺纹直径100mm、长度3m 765×(0.1)4×3=0.230kgm2
相同的螺纹一次旋转移动量10mm、螺距20mm 765×(0.1)4×3×(10/20)2=0.0574kgm2
• ⑥快速进给速度(V)
–   电机旋转速度(N)＝快速进给速度÷一次旋转移动量
•快速进给速度36m/分、一次旋转移动量12mm N=3000rpm
小型加工中心的电机选定例
一，小型加工机械　水平轴电机选定的基本3点（＋确认1点）
1.摩擦负载在额定扭矩的30%以内
2.负载转动惯量为Jm的3倍左右
3.快速进给旋转速度小于最高旋转速度
＋
4.快速进给时间常数值适当（100msec左右）
•水平轴、重量1000kg、丝杠D40mm, L1000mm, p12mm、快速进给36m/分
1.摩擦负载＝ 1000×(0.012/6.28)× 9.8× 0.1=1.87Nm在额定扭矩的30%以内
αiS8以上型号都可以
2.负载转动惯量＝1000×(0.012/6.28)2+765×(0.04)4×1=0.00561为Jm的3倍左右
αiS8(Jm=0.00117)为4.8倍、αiS12(Jm=0.00228) 或 βiS12则是2.5倍没问题
3.快速进给旋转速度＝36m/分÷0.012=3000rpm
αiS12/4000 、βiS12/3000可以
4.快速进给时间常数＝快速进给旋转速度×0.105×总计转动惯量÷最大扭矩
αiS12/4000时＝3000×0.105×0.00789÷40＝0.062=62msec　1G!!
βiS12/3000时＝3000×0.105×0.00789÷20＝0.124=124msec　0.5G足够
二，小型加工机械　重力轴电机选定的基本３点（＋确认１点）
1.摩擦负载在额定扭矩的70%以内
2.负载转动惯量为Jm的3倍左右
3.快速进给旋转速度应小于最高旋转速度
＋
4.快速进给时间常数值适当（100msec左右）
•垂直轴、重量500kg、丝杠D40mm, L1000mm, p12mm、快速进给40m/分
1.重力负载＝ 500×(0.012/6.28)× 9.8÷0.8 =11.7Nm在额定扭矩的70%以内
αiS22以上型号都可以
2.负载转动惯量＝500×(0.012/6.28)2+765×(0.04)4×1=0.00378为Jm的3倍左右
αiS22(Jm=0.00527)是0.7倍 没问题
3.快速进给旋转速度＝40m/分÷0.012=3333rpm
αiS22/4000 、βiS22/3000 没问题
4.快速进给时间常数＝快速进给旋转速度×0.105×合计转动惯量÷（最大扭矩－重力负载）
αiS22/4000时＝3000×0.105×0.00905÷(60-11.7)＝0.059=59msec　1G!!
βiS22/3000时＝3000×0.105×0.00905÷(30-11.7)＝0.156=156msec　0.4G












zixici 发表于 2012-7-22 16:54:49

动柱式如果主轴下垂的话导致刀尖线在运动，定柱会变为点在运动

重型机床设计 发表于 2012-7-23 21:17:56

这是发那科推荐的计算！！！{:soso_e113:}

dove2199 发表于 2012-7-24 23:03:56

学习了。。建议楼主整理一下有关资料上传一下！！

zixici 发表于 2012-7-25 19:57:08

dove2199 发表于 2012-7-24 23:03 static/image/common/back.gif
学习了。。建议楼主整理一下有关资料上传一下！！

也只是复制过来，这样

拔鸟助长 发表于 2012-7-28 19:56:53

对机电伺服系统而言，以上计算仅是静态计算的内容，并没有太大意义。

cj0203 发表于 2012-7-28 22:07:52

{:soso_e140:} 这样算法完全不合理要算的东西很多 我最近在设计一个新结构的小龙门 ，完全不是安你说的 否则不死瞧瞧
先静态 还要考虑转换率 还要动态还要电机和控制器匹配 呵呵 很不容易的
线规和方规的算法就很大出入

zixici 发表于 2012-7-29 20:37:20

拔鸟助长 发表于 2012-7-28 19:56 static/image/common/back.gif
对机电伺服系统而言，以上计算仅是静态计算的内容，并没有太大意义。

我是一般都是这样算出来的

zixici 发表于 2012-7-31 17:26:59

拔鸟助长 发表于 2012-7-28 19:56 static/image/common/back.gif
对机电伺服系统而言，以上计算仅是静态计算的内容，并没有太大意义。

我只会计算这一种，，从来没算过动态的，，动态是怎么样算的呢

sz_lingnan 发表于 2012-12-14 11:20:39

希望楼主能整理份详细的报告，让我们这些新人都学学
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