搞設計必須會的伺服電機選型計算，一個實例教會你

咱們今天就來好好聊聊 伺服電機的選行計算 這裏是本節課的課件 整理的非常的詳細啊 如果說有需要的可以拿過去看一下 我們來看今天要講解內容 主要就是這六點 第一 什麼是伺服電機呢 伺服電機是一種能夠控制機器 元件運轉的電機 具有高精度 高轉速 高效率的特點 那麼像本臺設備中呢 有這麼一個移印機構 它是用來進行文字團印刷的 電機很明顯用的就是伺服電機 那麼相比另外一種步進電機來說 它的優點有哪些呢 主要是這五點啊 我們一個個來介紹 首先轉速高 一臺正常工作情況下的步進電機 它最大的輸出轉速是多少呢 600幾秒鐘 如果說轉速超過這個數值就會丟步 如果說轉速很低的話呢 它就會震動 而伺服電機呢 額令轉速3000 最大轉速呢能夠達到6000幾秒鐘 第二就是精度高 伺服電機呢 它的精度取決於後方編碼器的分辨率 而步進電機精度取決於像素和驅動器的細分設置 所以說在精度方面伺服電機絕對是完勝的 第三響應快 像步進電機的話呢 帶動機構由靜止到原速運動所需要的時間 差不多200毫秒到400毫秒之間 但是在計算時呢 爲了方便計算 一般給0.2秒鐘 而伺服電機幾毫秒就可以完成這個動作 但是呢 同樣爲了方便計算啊 一般給0.1秒 並且伺服電機呢 它具備三倍的過載能力 它的最大扭矩呢 是額定扭矩的三倍 而步進電機不能過載的 那麼伺服電機呢 3000轉以內是橫扭矩的 3000到6000轉每分鐘之間啊 是橫功率的 那麼步進電機呢 它的這個輸出扭矩隨着轉速的增大而降低 所以說啊 與步進電機相比 伺服電機轉速高 精度高 響應快 能過載 並且更加的穩定一些啊 好 那麼伺服電機呢 有三種模式 第一個就是位置模式 對應的是位置環 第二個速度模式 對應的是速度環 第三個力矩模式 對應的是節點環 什麼意思呢 也就是說 我可以通過控制驅動器輸送給電機的脈衝數量 來控制電機旋轉的角度 從而控制機構的位置 這就是位置模式了 並且能夠通過控制驅動器輸送給電機的脈衝頻率 一秒鐘多少個脈衝來控制它的轉速 這就是速度模式 還有就是通過控制電流大小 能夠精確的控制電機輸出的力矩大小 這就是力矩模式啊 好 那麼本節課的重點就是關於電機的參數計算 我們拿這臺機構來進行舉例啊 大家看負載的質量就是7000克的樣子 包括硅膠頭 包括上方的氣缸 兩側的導彈軸 整軸場以及這些安裝板一共7000克啊 那麼導軌滑塊直接摸它係數 咱們就給0.05 絲桿導程是20毫米的長度呢 750絲桿的直徑是同樣20毫米 電力轉速的話呢 大約1500轉分鐘 這是我對於轉速的一個需求啊 那該如何來確定電機的這個參數呢 我們要算的就是扭矩值 帶動機構運動需要電機提供的最大扭矩多少 那麼它有兩個部分組成 一部分是勻速扭矩 一部分是加速扭矩 好 我們來看公式啊 公式很簡單 勻速扭矩呢 是力乘以力B 力的話是我在帶動機構運動時所需要克服的摩擦力 對吧 那摩擦力的技能公式就是μMg 其中呢 μ是0.05 這是一致的 μ呢 7000克也一致 g的話 這壓速度咱們取10 方便計算 那這樣就能夠得到力的大小了 3.5牛 很小 是不是 好 那麼力B呢 在絲桿結構中 大家記住啊 它等於絲桿的導程再除以rπ 而導程是20毫米 那我們把它換算成米 也就是0.02米 對不對 好 那rπ是6.28 所以說通過計算得到的這個力B是0.0032米 那麼稍微的計算一下 得到這個牛舉 勻速牛舉大小是0.01牛米的樣子 這個量很小的 是吧 因爲這是一個水平的一輛機構 所需要克服的主要是摩擦力 那麼加速牛舉呢 就是灌量乘腳加速度了 那我們先來看腳加速度 腳加速度呢 它等於rπn除以加速時間t 其中加速時間t是sf電機加速時間啊 一般怎麼給0.1秒鐘 對不對 那rπ6.28現在不知道的是轉速 其實轉速呢 我們可以通過一些方法得到 比如說圖像法 簡單的給大家畫一下啊 比如說這個橫軸 我們就用時間來表示啊 這個豎軸就是帶動機構運動時的速度 橫軸是時間 豎軸是速度啊 好 那麼機構一般是怎麼動作呢 先加速 再勻速 再減速 是吧 好 那麼圍城的這個梯形 它的面積其實就是機構移動的距離了 我需要這個機構移動多遠的距離 然後呢 這邊是加速的過程 這邊是減速的過程 那麼完成這個動作所需要的時間 也是一隻亮 表示我要求這個動作啊 在0.5秒鐘之內完成 然後呢 移動的距離是假如說200毫米 好 大家看啊 這邊是0.1 加速時間0.1 這邊呢 減速時間也是0.1 那勻速時間是不是就是0.3呢 對吧 好 那梯形的面積又是200毫米 200毫米 好 那我們把減速這部分給它挪過來 把上面給它封住 這邊就不去管它了 那我們需要算的其實也就是這個矩形的面積 是吧 那矩形的底是多少 0.1加0.3是0.4 矩形的高就是我們要求的微 而矩形面積200毫米 所以說我們通過計算能夠得到一個速度微 是吧 再除以導乘 不就得到了這個轉速了 所以說這個轉速啊 是可以通過一些比較簡單的方法 像這種圖像法來快速求得它 好吧 來 我們接着再往下看啊 轉速是25轉每分鐘 那麼通過計算得到的這個腳加速度 1570弧度每秒方 好 那麼剩下慣量啊 慣量呢 它是物體運動所產生的慣性量值 你想算慣量分析機構中呢 哪些物體的運動運動形式又是什麼樣子的 比如說你看這個絲桿 它是在做什麼運動 旋轉運動 對不對 而這個比如說硅膠頭啊 這些板的氣缸啊 它是在做平移的運動 兩種運動形式 運動形式不同的話呢 慣量的計算公式也不一樣 比如說旋轉用的公式就是1 2方 而平移用的公式就是m乘以a比2倍平方 那這裏呢 我通過一個工具啊 給大家快速的計算一下數據 好 那如果說是旋轉用的公式是1 2方 對不對 我們需要算的也就只有一個絲桿 把絲桿的直徑20毫米 把絲桿的長度750 代入到這個工具裏面來 來通過計算 得到的結果是0.931 就是我記錄在這裏的數據 是吧 好 如果說是平移的話 那麼單位動量 也就是這裏的a 絲桿導成20毫米 那質量的話呢 是7000克 來我們再看結果 是0.709 這就是平移所產生的慣量了 那麼兩者相加 就是整個機構運動所產生的總慣量 1.464 1.64乘以10的-4次方千克平方米 然後呢 再乘以解壓速度 這樣就能夠得到一個加速扭矩了 0.26 那麼再加上這個勻速扭矩 0.01就是0.27扭矩 這就是我在利用定機帶動機構運動時呢 需要定機提供的質量扭矩值了 然後呢 我們在選定機的時候要考慮到什麼呢 安全技術 對吧 要考慮到整個機構的運動存在接效率 存在效率 那麼最終得到的結果是0.6牛米 這個時候就要去樣子裏面找了 比如說我用伺服定機 像這種200瓦的 可不可以呢 扭矩夠了 0.64是吧 那麼再看一下啊 這種400瓦的可不可以呢 400瓦的也行 額定扭矩1.27 這兩個都可以 都常用 特別是400瓦是用的最多的 一般企業裏面庫存也會比較多 對吧 所以說這裏400瓦呢 是我們的一個選擇 當然你想用200瓦的也是可以的 這個時候呢 要稍微的注意一下啊 如果你用的是400瓦的 要看一下它的這個安裝法蘭的大小是多少 對應的定機輸出軸的直徑是多少 方便後面呢 選擇合適的這種連軸器 以及呢 進行安裝法蘭的一個設計 好 那麼還有要做定力交合 就是用整個機構運動所產生的總光量呢 去跟定機的轉動來做對比 看壁紙 只要說小事就可以了 比如說啊 我們用的是200瓦的伺服器 它的定機轉的關了多少呢 這裏咱們選擇非爆炸的定機啊 0.207 乘以10的-4次方千克平方米 它這裏是平方釐米 我們把它換算成平方米啊 那就是乘之的-4是吧 而總的光量是多少呢 總光量是1.64 那除一下啊 得到結果是7.9 消失那就還行 對吧 那如果用了400瓦的話 這個壁紙就會更小一點 400瓦的話是0.376 是吧 那除了0.376 5.3 那絕對是沒問題的 能夠滿足呢 我們對於精度顯示性的要求 好吧 那這個筆記啊 如果說你想要的可以拿過去看一下 我是雲飛老師 咱們下節課 再見啊