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建云工控
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樓主  發(fā)表于: 2018-04-27 10:35

上次,我們討論了如何簡單快速調(diào)試伺服電機(jī),今天,我們探討伺服電機(jī)如何選型。上面是XY直角坐標(biāo)機(jī)械手,由絲桿作為傳動(dòng)部件。我們知道驅(qū)動(dòng)模組運(yùn)動(dòng)可以是步進(jìn)電機(jī),也可以是伺服電機(jī),但是對(duì)于我們?cè)O(shè)備制造商,我們不僅要考慮功能實(shí)現(xiàn),而且還要考慮設(shè)備集成的成本,伺服電機(jī)要比步進(jìn)電機(jī)的價(jià)格要高很多,所以,對(duì)于上面驅(qū)動(dòng)電機(jī),選用什么電機(jī)非常有必要。

是選用步進(jìn)電機(jī)還是伺服電機(jī)呢?
選用那種電機(jī),我們主要從這三方面考慮

1、轉(zhuǎn)速

步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速一般在600-1000轉(zhuǎn)/分

伺服電機(jī)3000-5000轉(zhuǎn)/分

2、扭矩

步進(jìn)電機(jī)V/F曲線

伺服電機(jī)V/F曲線

從上面曲線我們可以看出隨著步進(jìn)電機(jī)速度增大扭矩在減小(額定轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘),而伺服電機(jī)(額定轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘)是恒扭矩,除非超過伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩才會(huì)逐漸減小。

3、精度

我們知道步進(jìn)電機(jī)的精度以步距角來衡量,市場(chǎng)上步進(jìn)電機(jī)的步距角一般有0.36度/0.72度(五相電機(jī))、0.9度/1.8度(二、四相電機(jī))、1.5度/3度 (三相電機(jī))德國百格拉公司(BERGER LAHR)生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°。我們以步距角為0.036°的步進(jìn)電機(jī)為例。

0.036=360/10000

假設(shè)給這個(gè)步進(jìn)電機(jī)后端加上編碼器,那么公式相當(dāng)于電機(jī)轉(zhuǎn)一圈編碼器發(fā)出10000個(gè)脈沖,編碼器分辨率是10000。

伺服電機(jī)的精度是電機(jī)后端的編碼器分辨率來衡量的,現(xiàn)在伺服編碼器分辨率達(dá)到2的23次方,可見伺服電機(jī)的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比步進(jìn)電機(jī)精度高。

至于選步進(jìn)電機(jī)還是伺服電機(jī),我們依據(jù)上面選擇條件就可以選定電機(jī)品種了,如果選用伺服電機(jī),那么我們?nèi)绾未_定伺服電機(jī)的選型和參數(shù)呢?

選定伺服電機(jī),我們依據(jù)這三個(gè)因素:

轉(zhuǎn)速:

N:電機(jī)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)     V:物體移動(dòng)速度(m/min)   PB:絲桿導(dǎo)程(mm)

轉(zhuǎn)速選擇標(biāo)準(zhǔn):N小于電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的0.8倍

轉(zhuǎn)矩:

T總:驅(qū)動(dòng)總轉(zhuǎn)矩    T負(fù)載:負(fù)載轉(zhuǎn)矩    T慣量:慣量轉(zhuǎn)矩   F:負(fù)載推理也就是摩擦系數(shù)乘以負(fù)載重力    PB:絲桿導(dǎo)程   J總:系統(tǒng)總慣量   β :角加速度   J負(fù)載:負(fù)載的慣量    J聯(lián)軸節(jié):聯(lián)軸節(jié)的慣量   J絲桿:絲桿的慣量    M:負(fù)載重量      D:直徑      N:轉(zhuǎn)速

轉(zhuǎn)矩選擇標(biāo)準(zhǔn):T總小于電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的0.8倍

精度

我們以上銀絲桿為例,來看看伺服電機(jī)和絲桿選配

以精度等級(jí)為C6的絲桿為例,現(xiàn)不考慮負(fù)載大小、加減速度和減速比。C6重復(fù)定位精度是0.023mm,導(dǎo)程是5mm ,那么伺服電機(jī)編碼器分辨率要大于(5/0.023)理論上可以滿足定位需求。但是在實(shí)際,不管是速度,扭矩,還是精度選擇是要留些余地。

[ 此帖被建云工控在2018-04-27 10:42重新編輯 ]
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1樓  發(fā)表于: 2018-04-27 18:10
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