數控機床伺服電機選定

zixici

       做一個機床工程師，其實要懂很多才能設計出合格機床，既要懂結構分配：（如1.運動副分配原則：例臥加，動柱式會如果主軸下垂的話導致刀尖線在運動，定柱會變為點在運動，2.精度分配原則：例大龍門：定梁和動梁精度分配也會不一樣，3.功能分配原則等）；也要懂裝配工藝（如1.配鏟面的選擇2.電機和絲杠同心度保證）；還要懂加工工藝等。只有考慮全面才會是一個好的設計師。不過最基本的還是學會如何選伺服電機，以下是我公司培訓用教材，希望要幫到大家。[size=89%]•伺服電機選定所必須的項目

[size=89%]• ①移動物重量(W) 、②一次旋轉移動量(l)、移動方向
[size=78%]–   工件轉動慣量(Jw)＝移動物重量×（一次旋轉移動量／２π）2
[size=67%]•移動物重量1000kg、一次旋轉移動量12mm(=0.012m)、Jw=0.00365kgm2
[size=78%]–   重力軸負載(Tw)＝移動物重量×（一次旋轉移動量／２π）×9.8÷機械效率
[size=67%]•移動物重量1000kg、一次旋轉移動量12mm(=0.012m)、機械効率0.8、Tw=23.4Nm
[size=78%]–   摩擦負載(Tf)＝移動物重量×（一次旋轉移動量／２π）×9.8×摩擦系數
[size=67%]•移動物重量1000kg、一次旋轉移動量12mm(=0.012m)、摩擦系數0.1、Tf=1.87Nm
[size=89%]•絲杠（③直徑(D)、④長度(L)、⑤螺距(p)）
[size=78%]–   絲杠轉動慣量(Jb) ＝765×（螺紋直徑）4×長度×(一次旋轉移動量／螺距)2
[size=67%]•螺紋直徑40mm、長度1m 765×(0.04)4×1=0.00196kgm2
[size=67%]•螺紋直徑100mm、長度3m 765×(0.1)4×3=0.230kgm2
相同的螺紋一次旋轉移動量10mm、螺距20mm 765×(0.1)4×3×(10/20)2=0.0574kgm2
[size=89%]• ⑥快速進給速度(V)
[size=78%]–   電機旋轉速度(N)＝快速進給速度÷一次旋轉移動量
[size=67%]•快速進給速度36m/分、一次旋轉移動量12mm N=3000rpm
  小型加工中心的電機選定例
一，小型加工機械　水平軸電機選定的基本3點（＋確認1點）
1.摩擦負載在額定扭矩的30%以內
2.負載轉動慣量為Jm的3倍左右
3.快速進給旋轉速度小于最高旋轉速度
＋
4.快速進給時間常數值適當（100msec左右）
  •水平軸、重量1000kg、絲杠D40mm, L1000mm, p12mm、快速進給36m/分
1.摩擦負載＝ 1000×(0.012/6.28)× 9.8× 0.1=1.87Nm在額定扭矩的30%以內
αiS8以上型號都可以
2.負載轉動慣量＝1000×(0.012/6.28)2+765×(0.04)4×1=0.00561為Jm的3倍左右
αiS8(Jm=0.00117)為4.8倍、αiS12(Jm=0.00228) 或 βiS12則是2.5倍沒問題
3.快速進給旋轉速度＝36m/分÷0.012=3000rpm
αiS12/4000 、βiS12/3000可以
4.快速進給時間常數＝快速進給旋轉速度×0.105×總計轉動慣量÷最大扭矩
αiS12/4000時＝3000×0.105×0.00789÷40＝0.062=62msec　1G!!
βiS12/3000時＝3000×0.105×0.00789÷20＝0.124=124msec　0.5G足夠
  二，小型加工機械　重力軸電機選定的基本３點（＋確認１點）
1.摩擦負載在額定扭矩的70%以內
2.負載轉動慣量為Jm的3倍左右
3.快速進給旋轉速度應小于最高旋轉速度
＋
4.快速進給時間常數值適當（100msec左右）
  •垂直軸、重量500kg、絲杠D40mm, L1000mm, p12mm、快速進給40m/分
1.重力負載＝ 500×(0.012/6.28)× 9.8÷0.8 =11.7Nm在額定扭矩的70%以內
αiS22以上型號都可以
2.負載轉動慣量＝500×(0.012/6.28)2+765×(0.04)4×1=0.00378為Jm的3倍左右
αiS22(Jm=0.00527)是0.7倍 沒問題
3.快速進給旋轉速度＝40m/分÷0.012=3333rpm
αiS22/4000 、βiS22/3000 沒問題
4.快速進給時間常數＝快速進給旋轉速度×0.105×合計轉動慣量÷（最大扭矩－重力負載）
αiS22/4000時＝3000×0.105×0.00905÷(60-11.7)＝0.059=59msec　1G!!
βiS22/3000時＝3000×0.105×0.00905÷(30-11.7)＝0.156=156msec　0.4G

zixici

動柱式如果主軸下垂的話導致刀尖線在運動，定柱會變為點在運動

重型機床設計

這是發那科推薦的計算！！！{:soso_e113:}

dove2199

學習了。。建議樓主整理一下有關資料  上傳一下！！

zixici

dove2199 發表于 2012-7-24 23:03
學習了。。建議樓主整理一下有關資料  上傳一下！！

也只是復制過來，這樣

拔鳥助長

對機電伺服系統而言，以上計算僅是靜態計算的內容，并沒有太大意義。

cj0203

{:soso_e140:} 這樣算法完全不合理  要算的東西很多 我最近在設計一個新結構的小龍門 ，完全不是安你說的 否則不死瞧瞧  
先靜態 還要考慮轉換率 還要動態  還要電機和控制器匹配 呵呵 很不容易的  
線規和方規的算法就很大出入

zixici

拔鳥助長 發表于 2012-7-28 19:56
對機電伺服系統而言，以上計算僅是靜態計算的內容，并沒有太大意義。

我是一般都是這樣算出來的

zixici

拔鳥助長 發表于 2012-7-28 19:56
對機電伺服系統而言，以上計算僅是靜態計算的內容，并沒有太大意義。

我只會計算這一種，，從來沒算過動態的，，動態是怎么樣算的呢

sz_lingnan

希望樓主能整理份詳細的報告，讓我們這些新人都學學