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标题: 数控机床伺服电机选定 [打印本页]

作者: zixici 时间: 2012-7-22 16:39
标题: 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。[size=89%]•伺服电机选定所必须的项目

[size=89%]• ①移动物重量(W) 、②一次旋转移动量(l)、移动方向
[size=78%]– 工件转动惯量(Jw)＝移动物重量×（一次旋转移动量／２π）2
[size=67%]•移动物重量1000kg、一次旋转移动量12mm(=0.012m)、Jw=0.00365kgm2
[size=78%]– 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
[size=67%]•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
[size=78%]– 摩擦负载(Tf)＝移动物重量×（一次旋转移动量／２π）×9.8×摩擦系数
[size=67%]•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
[size=89%]•丝杠（③直径(D)、④长度(L)、⑤螺距(p)）
[size=78%]– 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
[size=67%]•螺纹直径40mm、长度1m 765×(0.04)4×1=0.00196kgm2
[size=67%]•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
[size=89%]• ⑥快速进给速度(V)
[size=78%]– 电机旋转速度(N)＝快速进给速度÷一次旋转移动量
[size=67%]•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

作者: zixici 时间: 2012-7-22 16:54
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

作者: 重型机床设计 时间: 2012-7-23 21:17
这是发那科推荐的计算！！！{:soso_e113:}

作者: dove2199 时间: 2012-7-24 23:03
学习了。。建议楼主整理一下有关资料上传一下！！

作者: zixici 时间: 2012-7-25 19:57

dove2199 发表于 2012-7-24 23:03
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

作者: 拔鸟助长 时间: 2012-7-28 19:56
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。

作者: cj0203 时间: 2012-7-28 22:07
{: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

作者: zixici 时间: 2012-7-29 20:37

拔鸟助长发表于 2012-7-28 19:56
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

作者: zixici 时间: 2012-7-31 17:26

拔鸟助长发表于 2012-7-28 19:56
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

作者: sz_lingnan 时间: 2012-12-14 11:20
希望楼主能整理份详细的报告，让我们这些新人都学学

作者: assd12321 时间: 2012-12-14 19:15
好像是fanuc的资料啊！

作者: 囧囧囧侠 时间: 2015-8-25 00:16
好东西，学习了

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