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MRO-伺服电机的选定技术指南

2023-05-10

来源:网络浏览次数:1159

可用电脑进行伺服电机选定的

选定的电机(Motor Selection Programmer)选定程序for Windows版」「伺服电机的选定中,由于计算复杂而比较困难」,您是否一直苦恼于此?但如果使用本软件,任何人都可以简单地进行电机的选定。

image.png

使用电机的机械系统的结构要按照标准进行准备。

标准机械组合举例:滚珠丝杆、齿条及齿轮、台车等,或者,还有将机械要素分别逐个组合的方法。

机械要素举例:减速机、齿轮、传送带、辊轴、直接作用负荷、偏心圆板负荷、外力等可以容易地完成动作模式的设定。此外,在选择电机后,可以用图形显示旋转数及转矩。

因为伺服电机/驱动器的机型数据是作为数据库编入的、因此不是仅输出每个机型的数据,而是可以自动地选定出最适合的电机。

可自动地显示出可与选定的电机组合的驱动器一览、并可自动地进行驱动器的再生能力的判定。

OS :Microsoft Windows 98/2000/XP 日语版

处理器 :486DX/66MHz以上(推荐Pentium处理器)

内存 :16MB以上(推荐32MB以上)

硬盘 :安装时,需要有10MB以上的未使用空间

显示器 :可使用分辨率为640×480以上的设备(推荐800×600以上)

碟片装置 :CD-ROM驱动器(仅安装时需要)备有方便电机选定的「电机选定程序」。请务必使用。

image.png

说明

参见项目

决定所有由伺服电机的旋转带动的部分的尺寸、质量、摩擦系数及外力等。

――

决定控制对象部分的动作模式(时间与速度的关系)。将控制对象的动作模式换算为电机轴上的动作形式。

动作模式的计算公式

对于所有由伺服电机的旋转带动的部分,为了能够进行惯量的计算,要将机械系统按要素进行分解。对各要素进行惯量计算、计算换算到电机轴的全负载惯量。

惯量的计算公式

摩擦转矩的计算
对于各要素,如有必要,可计算摩擦力、并换算为电机轴上的摩擦转矩。

外力转矩的计算
对于各要素,如有必要,可计算外力、并换算为电机轴上的外力转矩。

计算换算到电机轴的全负载转矩。

负载转矩的计算公式

根据换算到电机轴的负载惯量、摩擦转矩、外力转矩及旋转数进行电机的初步选定。

――

根据负载惯量及动作模式来计算加减速转矩。

加减速转矩的计算公式

根据摩擦转矩、外力转矩及加减速转矩来计算动作模式的各区间的必要转矩。确认每个动作区间的转矩最大值(瞬时最大转矩)在电机的瞬时最大转矩以下根据动作区间的转矩计算有效转矩,并确认其在电机的额定转矩以下。

瞬时最大转矩、有效转矩的计算公式

image.png


说明

参见项目

根据每个动作区间的转矩计算再生能量

再生能量的计算请参见各商品的使用说明书。

确认编码器的脉冲数是否满足系统要求规格的分辨率。

定位的精度

确认计算结果和初步选定的电机的规格是否相符。与规格不相符时,变更临时选定的电机后,再次计算。

下表


特性检查项目

检查内容

负载惯量

负载惯量电机的旋转惯量×适合的惯量比

有效转矩

有效转矩电机的额定转矩请留有约20%的余量。*

瞬时最大转矩

瞬时最大转矩电机的瞬时最大转矩

请留有约20%的余量。*

电机的瞬时最大转矩,不是指电机单体的值,请使用与驱动器组合时的值。

最大旋转数

最大转数电机的额定转数请尽量使之与电机的额定转数接近。这样电机的使用效率会提高。计算公式请参见「直线运动体的速度与电机的旋转数」。

再生能量

再生能量驱动器的再生吸收能再生能大的情况下,请连接再生吸收电阻,并提高驱动器的吸收能力。

编码器的分辨率

编码器的分辨率要满足系统的要求规格。

定位器特性

确认脉冲频率未超过定位器的最大响应频率及最大指令频率。

使用环境

使用环境温度・湿度,使用环境大气及振动冲击等项,要满足商品的规格要求。

在垂直负荷及外力转矩作用下,请保留约30%的余量。


计算公式

动作模式的计算公式

image.pngimage.png

惯量的计算公式

image.png

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负载转矩的计算公式

image.pngimage.png

加减速转矩的计算公式

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瞬时最大转矩、有效转矩的计算公式

image.png

定位的精度

image.png

直线运动物体的速度与电机的旋转数

image.png

计算举例

①机械系统的决定

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②动作模式的决定

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③换算到电机轴负载惯量的计算

image.png

④负载转矩的计算

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⑤旋转数的计算

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⑥电机的初步选定[选自OMNUC U系列的初步选定举例]

image.png

此值因各系列而异,请加以注意。

⑦加减速转矩的计算

image.png

⑧瞬时最大转矩、有效转矩的计算

image.png

⑨讨论


负载惯量

[负载惯量JL=1.63×10-4(kg・m2)]

[电机的转子惯量JM=1.23×10-5]×[适用的惯量比=30]

条件满足

有效转矩

[有效转矩Trms=0.0828(N・m)][电机的额定转矩0.637(N・m)×0.8]

条件满足

瞬时最大转矩

[瞬时最大转矩T1=0.173(N・m)] [电机的瞬时最大转矩1.91(N・m)×0.8]

条件满足

最大转数

[必要的最大转数N=1800(r/min)] [电机的额定转数3000(r/min)]

条件满足

编码器分辨率

在设定定位器的倍增值时所要求的编码器分辨率为

U系列的编码器规格为2048(脉冲/转),经编码器分频比设定至1000(脉冲/转)的情况下使用。

条件满足




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