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数控机床伺服电机选定

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1#
发表于 2012-7-22 16:39:55 | 只看该作者 回帖奖励 | 倒序浏览 | 阅读模式
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%]?移动物重量(W)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0.8Tw=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0.1Tf=1.87Nm
[size=89%]?丝杠直径(D)长度(L)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%]?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












2#
楼主 | 发表于 2012-7-22 16:54:49 | 只看该作者
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
3#
发表于 2012-7-23 21:17:56 | 只看该作者
这是发那科推荐的计算!!!{:soso_e113:}
4#
发表于 2012-7-24 23:03:56 | 只看该作者
学习了。。建议楼主整理一下有关资料 上传一下!!
5#
楼主 | 发表于 2012-7-25 19:57:08 | 只看该作者
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
6#
发表于 2012-7-28 19:56:53 | 只看该作者
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。
7#
发表于 2012-7-28 22:07:52 | 只看该作者
{: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
8#
楼主 | 发表于 2012-7-29 20:37:20 | 只看该作者
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
9#
楼主 | 发表于 2012-7-31 17:26:59 | 只看该作者
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
10#
发表于 2012-12-14 11:20:39 | 只看该作者
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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