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《FANUC伺服電機選型計算.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、1引言現(xiàn)代機電行業(yè)中經(jīng)常會碰到一些復(fù)雜的運動，這對電機的動力荷載有很大影響。伺服驅(qū)動裝置是許多機電系統(tǒng)的核心，因此，伺服電機的選擇就變得尤為重要。首先要選出滿足給定負載要求的電動機，然后再從中按價格、重量、體積等技術(shù)經(jīng)濟指標選擇最適合的電機。設(shè)計時進給伺服電機的選擇原則是：首先根據(jù)轉(zhuǎn)矩－速度特性曲線檢查負載轉(zhuǎn)矩，加減速轉(zhuǎn)矩是否滿足要求，然后對負載慣量進行校合，對要求頻繁起動、制動h的電機還應(yīng)對其轉(zhuǎn)矩均方根進行校合，這樣選擇出來的電機才能既滿足要求，又可避免由于電機選擇偏大而引起的問題。本文主要敘述了針對VMC750立式加工中心的功能要求和規(guī)格參數(shù)，
2、對各軸的伺服電動機進行計算選擇，確定FANUC伺服電動機的型號和規(guī)格大小，并給出數(shù)據(jù)表。同時在論文中簡述了各數(shù)據(jù)的計算公式以及數(shù)據(jù)計算例子。讓讀者能夠直觀的了解VMC750的伺服電機的數(shù)據(jù)信息，并知道如何根據(jù)一臺加工中心的功能要求和規(guī)格參數(shù)進行數(shù)據(jù)計算，來選擇合適的伺服電機。352.選擇電動機時的必要計算在伺服電機選型計算當中其主要數(shù)據(jù)包括：負載/電機慣量比，加減速力矩，切削負載轉(zhuǎn)矩，連續(xù)過載時間等幾方面的內(nèi)容，本節(jié)內(nèi)容便為大家簡述了以上重要數(shù)據(jù)的計算方式。2．1負載/電機慣量比正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機械及伺服系統(tǒng)最佳效能的前提，此點在要求高
3、速高精度的系統(tǒng)上表現(xiàn)尤為突出，伺服系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整跟慣量比有很大的關(guān)系，若負載電機慣量比過大，伺服參數(shù)調(diào)整越趨邊緣化，也越難調(diào)整，振動抑制能力也越差，所以控制易變得不穩(wěn)定；在沒有自適應(yīng)調(diào)整的情況下，伺服系統(tǒng)的默認參數(shù)在1~3倍負載電機慣量比下，系統(tǒng)會達到最佳工作狀態(tài)，這樣，就有了負載電機慣量比的問題，也就是我們一般所說的慣量匹配，如果電機慣量和負載慣量不匹配，就會出現(xiàn)電機慣量和負載慣量之間動量傳遞時發(fā)生較大的沖擊；下面分析慣量匹配問題。TM-TL=(JM+JL)α（1）式中，TM———電機所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩；TL———負載轉(zhuǎn)矩；JM———電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量
4、；JL———負載的總轉(zhuǎn)動慣量；α———角加速度。2．2加減速力矩伺服電機除連續(xù)運轉(zhuǎn)區(qū)域外，還有短時間內(nèi)的運轉(zhuǎn)特性如電機加減速，用最大轉(zhuǎn)矩表示；即使容量相同，最大轉(zhuǎn)矩也會因各電機而有所不同。最大轉(zhuǎn)矩影響驅(qū)動電機的加減速時間常數(shù)[7]，使用公式(3)，估算線性加減速時間常數(shù)ta，根據(jù)該公式確定所需的電機最大轉(zhuǎn)矩，選定電機容量。ta=(JL+JM)n95.5×(0.8Tmax-TL)（3）式中，n———電機設(shè)定速度，r/min；JL———電機軸換算負載慣量，kg·cm2；JM———電機慣量，kg·cm2；35Tmax———電機最大轉(zhuǎn)矩，N·m；TL———
5、電機軸換算負載（摩擦、非平衡）轉(zhuǎn)矩，N·m。2．3切削負載轉(zhuǎn)矩在正常工作狀態(tài)下，切削負載轉(zhuǎn)矩不超過電機額定轉(zhuǎn)矩的80%。連續(xù)特性（連續(xù)實效負載轉(zhuǎn)矩）對要求頻繁起動、制動的數(shù)控機床，為避免電機過熱，必須檢查它在一個周期內(nèi)電機轉(zhuǎn)矩的均方根值，并使它小于電機連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩，其具體計算可參考其它文獻。在選擇的過程中依次計算此五要素來確定電機型號，如果其中一個條件不滿足則應(yīng)采取適當?shù)拇胧?，如變更電機系列或提高電機容量等2．4連續(xù)過載時間連續(xù)過載時間應(yīng)限制在電機規(guī)定時問之內(nèi)。但是，Tc若小于了Tms則勿需對此項進行檢驗。Tlam≤TMon，式中TLam——連續(xù)過
6、載時間，minTMON——電機規(guī)定過載時問，min353VMC750立式加工中心伺服電機的選擇選擇電機時的計算條件敘述VMC750立式加工中心伺服軸（見圖3-1-1）的電機選擇步驟。圖3-1-1水平運動伺服軸例：工作臺和工件的W：運動部件（工作臺及工件）的重量（kgf）=600kgf機械規(guī)格μ：滾動導(dǎo)軌摩擦系數(shù)：0.01π：驅(qū)動系統(tǒng)的效率：0.95fg：夾具固定力：50kgfFc：由切削力產(chǎn)生的推進阻力：500kgfFcf：由切削力矩產(chǎn)生的工作臺對滑動表面的壓力：25kgfZ1/Z2：齒輪減速比：1：1例：進給絲杠的（滾珠Db：軸徑=32mm絲杠）
7、的規(guī)格Lb：長度：900mm，單支承P：螺距：12mm例：電機軸的運行規(guī)格快進速度：X、Y軸：30m/min；Z軸：24m/min加速時間：0.1s353.1慣量匹配計算為使伺服進給系統(tǒng)的進給執(zhí)行部件具有快速相應(yīng)能力，必須選用加速能力大的電動機，亦即能夠快速響應(yīng)的電機（如采用大慣量伺服電機），但又不能盲目追求大慣量，否則由于不能從分發(fā)揮其加速能力，會不經(jīng)濟的。因此必須使電機慣量與進給負載慣量有個合理的匹配。通常在電機慣量與負載慣量（折算至電動機軸）或總慣量之間，推薦下列匹配關(guān)系：或或3.1.1回轉(zhuǎn)的慣量：回轉(zhuǎn)體：（kg.）----回轉(zhuǎn)體材料的密度D
8、-----回轉(zhuǎn)體直徑L-----回轉(zhuǎn)體長度g-----重力加速度有臺階的回轉(zhuǎn)體，按每段計算后相加3.1.2直線運動物體的慣
