伺服电机回零资料

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伺服电机原点复归

1.原点搜索是原点没有建立的情况下执行。

2.原点返回是原点已经建立的情况下,返回到原点位置。

原点信号又伺服驱动器给出,原点附近信号由传感器指定

如果使用绝对脉冲, 那么每次发送的脉冲量, 都是相对与这个原点来说的原点输入信号没有限定由谁给定, Z相信号给定也是可以的. 不过建立原点有3种模式, 可以选择只使用原点输入信号来建立原点

第一次上电, 先用建立原点.当后面的动作远离了这个原点,想返回去的时候, 选择原点返回

实找零的方法有很多种,可根据所要求的精度及实际要求来选择。可以伺服电机自身完成(有些品牌伺服电机有完整的回原点功能),也可通过上位机配合伺服完成,但回原点的原理基本上常见的有以下几种。

一、伺服电机寻找原点时,当碰到原点开关时,马上减速停止,以此点为原点。这种回原点方法无论你是选择机械式的接近开关,还是光感应开关,回原的精度都不高,就如一网友所说,受温度和电源波动等等的影响,信号的反应时间会每次有差别,再加上从回原点的高速突然减速停止过程,可以百分百地说,就算排除机械原因,每次回的原点差别在丝级以上。

二、回原点时直接寻找编码器的Z相信号,当有Z相信号时,马上减速停止。这种回原方法一般只应用在旋转轴,且回原速度不高,精度也不高。

三、此种回原方法是最精准的,主要应用在数控机床上:电机先以第一段高速去找原点开关,有原点开关信号时,电机马上以第二段速度寻找电机的Z相信号,第一个Z相信号一定是在原点档块上(所以你可以注意到,其实高档的数控机床及中心机的原点档块都是机械式而不会是感应式的,且其长度一定大于电机一圈转换为直线距离的长度)。找到第一个Z相信号后,此时有两种方试,一种是档块前回原点,一种是档块后回原点(档块前回原点较安全,欧系多用,档块后回原点工作行程会较长,日系多用)。以档块后回原为例,找到档块上第一个Z相信号后,电机会继续往同一方向转动寻找脱离档块后的第一个Z相信号。一般这就算真正原点,但因为有时会出现此点正好在原点档块动作的中间状态,易发生误动作,且再加上其它工艺需求,可再设定一偏移量;此时,这点才是真正的机械原点。此种回原方法是最精准的,且重复回原精度高。

1)伺服电机原点复归是伺服找原点,而非plc找原点,

2)原点复归一般有三个传感器,分别是前后两个极限限位开关,一个近原点开关。有的伺服驱动器只接一个近原点传感器。这些传感器都是接到伺服驱动器上面。

3)plc等上位机只是给伺服驱动器指令,原点复归,定位,速度等指令进入伺服驱动器后,伺服驱动器根据上位机的信号自动进行相关操作。像编码器就是接到伺服驱动器上面的。编码器的数值也是进入伺服驱动器的。

4)原点复归有多种方式,可以在伺服驱动器上面设置。根据设置,可以闭合伺服驱动器端子上的相关触点,也可以通过上位机通信的方式,给伺服驱动器回原点的命令信号。

5)伺服回原点的过程。伺服驱动器接收到plc发出的回原点指令后,根据伺服驱动器中设置的回原点方式,向一个方向,或者两个方向运动遇到近原点传感器后,变到一个很低的速度,也就是爬行速度,然后等待z相信号,z相信号接收到后,伺服自动停止。原点复归的过程都是伺服驱动器自动完成的,是伺服找原点,而不是plc找原点,所以近原点传感器和前后限位传感器是接到伺服驱动器上面的。

6)请支持原创。

其实就是2种回零方式使用Z脉冲的更精准!

驱动器有5伏的Z差分脉冲也有集电极开路输出。看你PLC接受什么PLC通过驱动器给出的脉冲来判断有没有到零点。

PLC当然要编程。。。

Z相信号是电机的反馈信号给驱动器之后驱动器通过2种方式(大部分)可以反馈出来。上面有说PLC只是能接收到零点到位信号罢了至于停下来。。你觉得驱动器能自己左右电机吗。PLC不给脉冲电机肯定不走

https://www.360docs.net/doc/fb10250470.html,/dianqi/sifuxitong/6721.html

原点回归的方式有多种,基本的有三种。

1 确定一个方向运动找到原点(这种适用于转盘类)

2 确定一个方向,找两端其一的限位做原点。(在PLC里可以自己写这种程序,有的运动控制卡有这种回零方式选择)

3 确定一个方向,先找一端的限位,再反向回来找原点。(你的这个运动,大部分都用这种回零方式。)

由此三种基本方式衍生出的,快速找点再爬行一段距离再反向爬行找点再加Z 相信号再加偏置等等(控制器不同库函数里封装的回零方式也不同,有的加一种,有的加几种。但如果你想要做其中的某种方式,一般都可以自己辅助的写一段程序来完成)

你的这个就用第三种方式,如果使用PLC来控制,回零开始时,先写一段运动指令让小车先向一个方向运行,不管经过不经过原点都不停直到碰到这端限位停止,再把方向控制输出位Y反向输出,这时再用ZRN指令就一定能够找到原点。

所谓的OPR控制,就是帮助马达(特别是伺服马达和步进马达)搜索原点而用~~

所谓原点,就是程序认为马达位置为0 的那个点位

一般OPR控制需要三个开关,丝杆两侧的是极限开关,中间的是原点开关,这样,当你执行OPR操作的时候,马达开始运行,当碰到任意一个极限开关的时候它就会往回走,知道碰到原点开关,它停下(其实不是立刻停止,你可以暂时认为它停止了),那这时候程序就把这时候的马达位置计为马达的原点位置即0,然后以这个0点为基础,马达的距离运行都是靠这个0点计算的,所以你一旦执行完OPR之后,原点开关的位置是不能随意移动的,如果移动了,下载OPR之后,原点位置就变掉了~~~

富士伺服电机选型计算资料

附录 ■容量选择计算■电脑编程器■参数表

附 附录 容量选择计算 (1) 机械系统的种类 用可变速电机驱动的机械系统,一般有以下几类。 机构特点 滚珠丝杠(直接连接) 用于距离较短的高精度定位。 电机和滚珠丝杠只用联轴节连接,没有间隙。 滚珠丝杠(减速) 选择减速比,可加大向机械系统传递的转矩。 由于产生齿轮侧隙,需要采取补偿措施。 齿条和小齿轮 用于距离较长的(台车驱动等)定位。小齿轮转 动一圈包含了π值,因此需要修正。 同步皮带(传送带) 与链条比较,形态上的自由度变大。 主要用于轻载。皮带轮转动一圈的移动量中包含π 值,因此需要修正。 将伺服系统用于机械系统中时,请注意以下各点。 ①减速比 为了有效利用伺服电机的功率,应在接近电机的额定速度(最高旋转速度)数值的范围使用。在最高旋 转速度下连续输出转矩,还是比额定转矩小。 ②预压转矩 对丝杠加预压力,刚性增强,负载转矩值增大。 由预压产生的摩擦转矩,请参照滚珠丝杠规格书。 ③保持转矩 升降机械在停止时,伺服电机继续输出保持力。 在时间充裕的场合,建议使用保持制动。

附-2

附录附 机构特点 链条驱动 多用于输送线上。必须考虑链条本身的伸长并采取相应的措施。在减速 比比较大的状态下使用,机械系统的移动速度小。 进料辊 将板带上的材料夹入辊间送出。 由于未严密确定辊子直径,在尺寸长的物件上将产生误差,需进行π补 偿。 如果急剧加速,将产生打滑,送出量不足。 转盘分度 转盘的惯性矩大,需要设定足够的减速比。 转盘的转速低,多使用蜗轮蜗杆。 主轴驱动 在卷绕线材时,由于惯性矩大,需要设定够的减速比。 在等圆周速度控制中,必须把周边机械考虑进来研究。

西克SICK编码器在伺服电机上的调整编程调零维修问题

西克SICK编码器在伺服电机上的维修调整编程调零问题 SICK STEGMANN编码器是欧美常用的伺服电机反馈编码器之一,在欧美伺服系统中可以与最负盛名的世界编码器老大——海德汉的产品并驾齐驱。SICK编码器有着自己独特的优点,不仅种类齐全,电气接口多样化,而且可以实现自由编程,可以根据客户需要定制。其生产的伺服反馈绝对值编码器,既可以当做正余弦编码器使用,又可以做为绝对值的位置编码器使用,最大可以实现4096圈28位绝对值的高精度数据传输。因此,能满足客户的更多需要。SICK编码器现在广泛用于欧美众多知名伺服电机生产厂家,如世界著名的ROCKWELL AB、SEW、SCHNEIDER.、EMERSON-CT、PARKER等世界品牌厂家。现仅以SICK编码器在AB伺服电机上的维修、调整、编程、调零问题为例展开介绍!同时,也希望各位同仁提出宝贵的建议,以便更好的与大家交流、分享、互勉! 2014年8月2日,武汉耀华安全玻璃有限公司有一台AB的伺服电机(型号为1326AB-B720E-M2L),送到我们桐乡长友自动化公司维修,电机的编码器是SICK STEGMANN (西克、施克、斯特格曼)的SRM50-HFA0-K01(或SRM50-HFA0-K0,客户有两台这样的电机,由于电机生产的时间不一样,编码器有新老型号的差异)。由于驱动器报编码器故障(该编码器有相对位置标记,有些编码器没有相对位置标记,拆机时要做标记,以方便将来机械调零),伺服电动机无法正常运转。客户备用的同型号电机在使用了一两天后编码器也是坏了。于是客户在淘宝上买了一只同型号、同订货号的SICK编码器;客户在网上也查了很多有关AB伺服电机维修的资料和特例,按照网上的资料进行了机械零位调试。但是编码器安装好后,开启设备,伺服放大器报错“无法通讯”“数据错误”“编码器故障”等之类的警号。客户慌了,买了编码器也用不上呀。咋办?客户就找AB公司了解情况,AB公司回复说该电机已经停产了,买新款要2-3个月才能到货。这个客户的经理说几千万的设备停不起,停产几个月是吃不消的呀。咋办呢?客户着急啊!于是就去找编码器供应商SICK西克公司,西克回复说该类编码器更换需要对编码器进行编程及零位调试。于是客户到处找人维修,最后找到我们才最终解决了问题! 问题一,首先要把坏的编码器里的程序通过编程软件拷贝出来。 问题二,通过编程软件把原来的程序复制到新的编码器上。 问题三,正确安装编码器,把编码器安装到原来的相对位置。 问题四,通电开机后出现飞车故障,设备无法回到原点。编码器程序有了,电机还是无法正常运行,还需要想办法调试零位。事实上经过大量的调零试验表明:每个伺服电机都有一个角度小于10度的零速静止区域和350度的高速反转区域。由于客户的编码器都拆过,没有正确的参考点,只有相对位置可以参照。于是通过编程软件多次进行零位校正、调整和调试,经过大家一天时间的努力,下班前终于实现了设备的正常运转,而且比伺服电机坏之前精度更高。 实践表明:伺服电机只要不更换编码器,同时设备系统精度要求不高,或者电机转速要求不高的状况下,运用手动机械调零是可以实现的,这样的方式调试的电机可以做应急使用,一般可以使用一年半载。但风险是有的呀,由于机械调试零位很难到达最佳原点位置,伺服电机容易出现过载、过流、过热、抖动、跑位及输出不平衡等弊病,导致编码器或电机再次故障。这是大家需要注意的呀!!!软件编程和调零是最好的使用方式,但也有它的局限性。一般也需要正确的编码器数据和参数呀,如果编码器数据读不出来是无法实现编程和调试的呀。同时没有正确的零位参照也是需要维修人员花费大量的精力去调试呀。伺服电机维修调试便捷的方式是“有同款好的电机做参照或用来测试数据和参数”,这可以起到事半功倍的效果呀。

伺服电机选型计算

伺服电机选型计算 我将分为四部分为大家介绍伺服电机的选型:一、常见伺服电机的分类二、伺服电机选型的一般流程,注意事项以及改进措施三、西门子伺服电机选型常用的工具以及文档资料四、西门子伺服电机家族以及常见应用的介绍第一部分:问题中提到的伺服电机是一种怎样的电机?伺服电动机又称为执行电动机,在自动控制系统中作为执行元件。按伺服电动机使用电源性质不同,可分为直流伺服电动机和交流伺服电动机。 看了是上面分类,似乎觉得伺服电机跟我们电机学里面的电机分类没什么区别。接下来我说几个伺服电机的特点:往往具有高的转速精度、高的动态响应、非常宽的调速范围、非常高的位置精度,也是由于这些特点决定了伺服电机在应用上与普通电机有一些不同点。第二部分:我以自己最为熟悉同步伺服电机为例,提供一个伺服电机选型的流程。在选用伺服电机时,对电机外部工况我们要关注以下5个因素:1、负载机构(确定机构类型以及其细节数据,如滚珠丝杆长度、滚珠丝杆的直径、行程和带轮直径等)。三种典型的负载机构类型如下图所示: 2、动作模式(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;确定运行模式,包括加速时间(ta)、匀速时间(tu)、减速时间(td)、停止时间(ts)、循环时间(tc)和运动距离(L)等参数)。 3、负载的惯量、转矩和转速(经换算可得到电机轴上的全负载惯量和全负载转矩)。 4、定位精

度(确认编码器的脉冲数是否满足系统要求规格的分辨率)。5、使用环境(如环境温度、湿度、使用环境大气及振动冲击等等)。在进行完以上的计算之后,根据以上的信息我们基本可以进行初步的选定电机然后在选用对应伺服电机规格选用需要关注以下6个方面(这些信息通常会出现在电机的铭牌上,当然选型手册上会有更加全面和细致信息):

伺服电机的调试步骤

伺服电机的调试步骤 1、初始化参数 在接线之前,先初始化参数。在控制卡上:选好控制方式;将PID参数清零;让控制卡上电时默认使能信号关闭;将此状态保存,确保控制卡再次上电时即为此状态。在伺服电机上:设置控制方式;设置使能由外部控制;编码器信号输出的齿轮比;设置控制信号与电机转速的比例关系。一般来说,建议使伺服工作中的最大设计转速对应9V的控制电压。比如,松下是设置1V电压对应的转速,出厂值为500,如果你只准备让电机在1000转以下工作,那么,将这个参数设置为111。 2、接线 将控制卡断电,连接控制卡与伺服之间的信号线。以下的线是必须要接的:控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后,电机和控制卡(以及PC)上电。此时电机应该不动,而且可以用外力轻松转动,如果不是这样,检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机,检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化,否则检查编码器信号的接线和设置3、试方向 对于一个闭环控制系统,如果反馈信号的方向不正确,后果肯定是灾难性的。通过控制卡打开伺服的使能信号。这是伺服应该以一个较低的速度转动,这就是传说中的“零漂”。一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数,看电机的转速和方向是否可以通过这个指令(参数)控制。如果不能控制,检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数,电机正转,编码器计数增加;给出负数,电机反转转,编码器计数减小。如果电机带有负载,行程有限,不要采用这种方式。测试不要给过大的电压,建议在1V以下。如果方向不一致,可以修改控制卡或电机上的参数,使其一致。 4、抑制零漂 在闭环控制过程中,零漂的存在会对控制效果有一定的影响,最好将其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飘的参数,仔细调整,使电机的转速趋近于零。由于零漂本身也有一定的随机性,所以,不必要求电机转速绝对为零。 5、建立闭环控制 再次通过控制卡将伺服使能信号放开,在控制卡上输入一个较小的比例增益,至于多大算较小,这只能凭感觉了,如果实在不放心,就输入控制卡能允许的最小值。将控制卡和伺服的使能信号打开。这时,电机应该已经能够按照运动指令大致做出动作了。 6、调整闭环参数 细调控制参数,确保电机按照控制卡的指令运动,这是必须要做的工作,而这部分工作,更多的是经验,这里只能从略了。

伺服电机选型计算

电机: 电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电机在电路中是用字母M表示,它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源,发电机在电路中用字母G表示,它的主要作用是利用机械能转化为电能。 伺服电机: 伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。 伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。 工作原理: 1、伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就

会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。 无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。 2、交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 3、伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。 交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。

伺服电机驱动器的广泛应用

伺服电机驱动器的广泛应用 瑞默生智能伺服电机驱动器以其优越的性能可广泛的应用于对位置、速度和力矩的精度要求较高的场合,比如:数控设备、电动门、印刷机械、包装机、贴片机、点胶机、ATM取款机、自动化生产线、医疗设备。一、稳定可靠无 故障应用领域:移动机器人:应用专用驱动器,依照指定路线,自行调整设备运动。不必使用多轴控制模块,驱动器即可调整转向实现自动补偿。可应用在各种需要移动货物的环境,尤其适合于汽车、包装、航空航天和医疗领域。激光雷达、无线电侦测及目标跟踪:微型驱动器系列,可安装于设备中几乎任何位置;结构紧凑,要求布线少;具有支持通讯、精确运动控制回路、输入反馈与可编程性。适用温、湿度差异环境中,因为可广泛应用在对于环境需求较高的领域。机械手:同时使用不同类型驱动器,并与多轴运动控制器结合在一起,组成机械手。根据定义,实现快速、精准、平滑的组合运动;保证低故障率以及连续长时间工作。可广泛应用于高精度机械加工、生产制造的无人生产环境中。二、功能描述:瑞默生智能伺服电机驱动器不但具有伺服电机驱动器的所有功能而且具备完整的PLC运动控制的功能,通过简单的配置即可实现机器上电回原点、梯形(圆弧)曲线运动控制、PVT曲线运动控制、外部中断响应等功能;此外驱动器提供丰富的外部IO接口方便用户实现左右限位开关、伺服 使能、刹车、回零、开关输入输出、模拟量输入等机器功能。和一般的驱动器相比,瑞默生智能伺服电机驱动器具备以下四大突出特点:1、兼容性好:智 能伺服电机驱动器不仅可以实现对高精度的交流伺服电机的控制,同时可以支持:直流伺服、无刷伺服、步进伺服、直线电机、音圈电机、力矩电机等电机。电机的编码器可以选择旋变、增量式编码器、磁编码器、正余弦编码器、线性霍尔、光栅尺等类型,方便用户的伺服电机适应各种强震动、高低温等恶劣环

万能增量式光电编码器控制的伺服电机零位调整技巧

万能增量式光电编码器控制的伺服 电机零位调整技巧 下述述两种调法完全取决于你的手工能力和熟练程度,一般来说,每款伺服电机都有自己专门的编码器自动调零软件.不外传仅是出于商业羸利和技术保密.如果你是一家正规的维修店,请不要采用以下方法,应通过正常渠道购买相应的专业设备.实践证明,手工调整如果技巧掌握得当, 工作仔细负责,也可达到同样的效果. 大批量更换新编码器调零方法 第一步:折下损坏的编码器 第二步:把新的编码器按标准固定于损坏的电机上第三步:按图纸找出Z信号和两根电源引出线,一般电源均为5V. 第四步:准备好一个有24V与5V两组输出电源的开关电源和一个略经改装的断线报警器,把0V线与Z 信号线接到断线报警器的两个光耦隔离输入端上。 第五步:在电机转动轮上固定一根二十厘米长的横杆,这样转动电机时转角精度很容易控制. 第六步:所有连线接好后用手一点点转动电机轮子

直到报警器发出报警时即为编码器零位,前后反复感觉一下便可获得最佳的位置,经实测用这种方法校正的零位误差极小,很适于批量调整,经实际使用完全合格.报警器也可用示波器代替,转动时当示波器上的电压波形电位由4V左右跳变0V时或由0V跳变为4V 左右即是编码器的零位.这个也很方便而且更精确.杆子的长度越长精度则越高,实际使用还是用报警器更方便又省钱.只要用耳朵感知就行了.在编码器的转子与定圈相邻处作好零位标记,然后拆下编码器。 第七步:找一个好的电机,用上述方法测定零位后在电机转轴与处壳相邻处作好电机的机械零位标记第八步:引出电机的U V W动力线,接入一个用可控制的测试端子上,按顺序分别对其中两相通入24V 直流电,通电时间设为2秒左右,观察各个电机最终停止位置(即各相的机械零位位置)其中一个始必与刚才所作的机械零位标记是同一个位置.这就是厂方软件固定的电机机械零位,当然能通过厂方专用编码器测试软件直接更改编码器的初始零位数据就更方便了.如果你只有一台坏掉的伺服电机,你就要根据以上获得的几个相对机械零位逐个测试是不是我们所要的那个位置,这一步由伺服放大器的试运行模式来进行测试.有关资料是必须的,否则不要轻易动手,以

伺服电机计算选择应用实例

伺服电机计算选择应用实例 1.选择电机时的计算条件本节叙述水平运动伺服轴(见下图)的电机选择步骤。 例:工作台和工件的W :运动部件(工作台及工件)的重量(kgf)=1000 kgf 机械规格μ:滑动表面的摩擦系数=0.05 π:驱动系统(包括滚珠丝杠)的效率=0.9 fg :镶条锁紧力(kgf)=50 kgf Fc :由切削力引起的反推力(kgf)=100 kgf Fcf :由切削力矩引起的滑动表面上工作台受到的力(kgf) =30kgf Z1/Z2:变速比=1/1 例:进给丝杠的(滚珠Db :轴径=32 mm 丝杠)的规格Lb :轴长=1000 mm P :节距=8 mm 例:电机轴的运行规格Ta :加速力矩(kgf.cm) Vm :快速移动时的电机速度(mm-1)=3000 mm-1 ta :加速时间(s)=0.10 s Jm :电机的惯量(kgf.cm.sec2) Jl :负载惯量(kgf.cm.sec2) ks :伺服的位置回路增益(sec-1)=30 sec-1 1.1 负载力矩和惯量的计算 计算负载力矩加到电机轴上的负载力矩通常由下式算出: Tm = + Tf Tm :加到电机轴上的负载力矩(Nm) F :沿坐标轴移动一个部件(工作台或刀架)所需的力(kgf) L :电机转一转机床的移动距离=P×(Z1/Z2)=8 mm Tf :滚珠丝杠螺母或轴承加到电机轴上的摩擦力矩=2Nm F×L 2πη

无论是否在切削,是垂直轴还是水平轴,F值取决于工作台的重量, 摩擦系数。若坐标轴是垂直轴,F值还与平衡锤有关。对于水平工 作台,F值可按下列公式计算: 不切削时: F = μ(W+fg) 例如: F=0.05×(1000+50)=52.5 (kgf) Tm = (52.5×0.8) / (2×μ×0.9)+2=9.4(kgf.cm) = 0.9(Nm) 切削时: F = Fc+μ(W+fg+Fcf) 例如: F=100+0.05×(1000+50+30)=154(kgf) Tmc=(154×0.8) / (2×μ×0.9)+2=21.8(kgf.cm) =2.1(Nm) 为了满足条件1,应根据数据单选择电机,其负载力矩在不切削时 应大于0.9(Nm),最高转速应高于3000(min-1)。考虑到加/减速, 可选择α2/3000(其静止时的额定转矩为2.0 Nm)。 ·注计算力矩时,要注意以下几点: 。考虑由镶条锁紧力(fg)引起的摩擦力矩 根据运动部件的重量和摩擦系数计算的力矩通常相当小。镶条 锁紧力和滑动表面的质量对力矩有很大影响。 。滚珠丝杠的轴承和螺母的预加负荷,丝杠的预应力及其它一些因 素有可能使得滚动接触的Fc相当大。小型和轻型机床其摩擦力矩 会大大影响电机的承受的力矩。 。考虑由切削力引起的滑动表面摩擦力(Fcf)的增加。切削力和驱 动力通常并不作用在一个公共点上如下图所示。当切削力很大时, 造成的力矩会增加滑动表面的负载。 当计算切削时的力矩时要考虑由负载引起的摩擦力矩。 。进给速度会使摩擦力矩变化很大。欲得到精确的摩擦力矩值,应 仔细研究速度变化,工作台支撑结构(滑动接触,滚动接触和静压 力等),滑动表面材料,润滑情况和其它因素对摩擦力的影响。 。机床的装配情况,环境温度,润滑状况对一台机床的摩擦力矩影 响也很大。大量搜集同一型号机床的数据可以较为精确的计算其负

伺服电机如何进行选型

伺服电机选型技术指南 1、机电领域中伺服电机的选择原则 现代机电行业中经常会碰到一些复杂的运动,这对电机的动力荷载有很大影响。伺服驱动装置是许多机电系统的核心,因此,伺服电机的选择就变得尤为重要。首先要选出满足给定负载要求的电动机,然后再从中按价格、重量、体积等技术经济指标选择最适合的电机。 各种电机的T- 曲线 (1)传统的选择方法 这里只考虑电机的动力问题,对于直线运动用速度v(t) ,加速度 a(t)和所需外力 F(t) 表 示,对于旋转运动用角速度(t) ,角加速度(t)和所需扭矩 T(t) 表示,它们均可以表示 为时 间的函数,与其他因素无关。很显然。电机的最大功率P 电机,最大应大于工作负载所 需的峰值 功率 P 峰值,但仅仅如此是不够的,物理意义上的功率包含扭矩和速度两部分,但在实际的 传动机构中它们是受限制的。用峰值, T 峰值表示最大值或者峰值。电机的最大速度决 定了 减速器减速比的上限, n 上限 = 峰值, 最大 / 峰值,同样,电机的最大扭矩决定了减速比的下 限, n 下限 =T 峰值 /T 电机,最大,如果 n 下限大于 n 上限,选择的电机是不合适的。反之,则可以通过对每 种电机的广泛类比来确定上下限之间可行的传动比范 围。只用峰值功率作为选择电机的原则是不充分的,而且传动比的准确计算非常繁 琐。 (2)新的选择方法 一种新的选择原则是将电机特性与负载特性分离 开,并用图解的形式表示,这种表示方法使得驱动装置的可行性检查和不同系统间的比较更方 便,另外,还提供了传动比的一个可 能范围。这种方法的优点:适用于各种负载情况;将负载和电机的特性分离开;有关动力 的 各个参数均可用图解的形式表示并且适用于各种电机。因此,不再需要用大量的类比来检 查 电机是否能够驱动某个特定的负载。 在电机和负载之间的传动比会改变电机提供的动力荷载参数。比如,一个大的传动比会减小外部扭矩对电机运转的影响,而且,为输出同样的运动,电机就得以较高的速度旋转, 产生较大的加速度,因此电机需要较大的惯量扭 矩。选择一个合适的传动比就能平衡这相反 的两个方面。通常,应用有如下两种方法可以找到这个传 动比n,它会把电机与工作任务很好地协调起来。一是,从电机得到的最大速度小于电机自身的最大 速度电机,最大;二是,电机任意时刻的标准扭矩小于电机额定扭M 额

伺服电机相位与编码器位置调整关系

伺服电机相位与编码器位置调整关系 主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器,绝对式编码器,正余弦编码器,旋转变压器等。 增量式编码器的相位对齐方式 在此讨论中,增量式编码器的输出信号为方波信号,又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器,普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B,以及零位信号Z;带换相信号的增量式编码器除具备ABZ输出信号外,还具备互差120度的电子换相信号UVW,UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位,或曰电角度相位之间的对齐方法如下: 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置; 2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号; 3.依据操作的方便程度,调整编码器转轴与电机轴的相对位置,或者编码器外壳与电机外壳的相对位置; 4.一边调整,一边观察编码器U相信号跳变沿,和Z信号,直到Z信号稳定在高电平上(在此默认Z信号的常态为低电平),锁定编码器与电机的相对位置关系; 5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,Z信号都能稳定在高电平上,则对齐有效。 撤掉直流电源后,验证如下: 1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形; 2.转动电机轴,编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合,编码器的Z信号也出现在这个过零点上。 上述验证方法,也可以用作对齐方法。

需要注意的是,此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐,由于电机的U相反电势,与UV线反电势之间相差30度,因而这样对齐后,增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐,而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致,所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。 有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐,为达到此目的,可以: 1.用3个阻值相等的电阻接成星型,然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线; 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点,就可以近似得到电机的U相反电势波形; 3.依据操作的方便程度,调整编码器转轴与电机轴的相对位置,或者编码器外壳与电机外壳的相对位置; 4.一边调整,一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使上升沿和过零点重合,锁定编码器与电机的相对位置关系,完成对齐。 由于普通增量式编码器不具备UVW相位信息,而Z信号也只能反映一圈内的一个点位,不具备直接的相位对齐潜力,因而不作为本讨论的话题。 绝对式编码器的相位对齐方式 绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言,差别不大,其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。早期的绝对式编码器会以单独的引脚给出单圈相位的最高位的电平,利用此电平的0和1的翻转,也可以实现编码器和电机的相位对齐,方法如下: 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置; 2.用示波器观察绝对编码器的最高计数位电平信号;

伺服电机选型计算公式

伺服电机选型计算公式 伺服电机选择的时候,首先一个要考虑的就是功率的选择。一般应注意以下两点: 1。如果电机功率选得过小.就会出现“小马拉大车”现象,造成电机长期过载,使其绝缘因发热而损坏,甚至电机被烧毁。 2。如果电机功率选得过大.就会出现“大马拉小车”现象,其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高,不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。 也就是说,电机功率既不能太大,也不能太小,要正确选择电机的功率,必须经过以下计算或比较: P=F*V/100 (其中P是计算功率,单位是KW,F是所需拉力,单位是N,V是工作机线速度m/s) 此外.最常用的是采用类比法来选择电机的功率。所谓类比法,就是与类似生产机械所用电机的功率进行对比。

具体做法是:了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电机,然后选用相近功率的电机进行试车。试车的目的是验证所选电机与生产机械是否匹配。 验证的方法是:使电机带动生产机械运转,用钳形电流表测量电机的工作电流,将测得的电流与该电机铭牌上标出的额定电流进行对比。 如果电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大,则表明所选电机的功率合适。如果电机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70%左右.则表明电机的功率选得过大,应调换功率较小的电机。 如果测得的电机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40%以上.则表明电机的功率选得过小,应调换功率较大的电机。 实际上应该是考虑扭矩(转矩),电机功率和转矩计算公式。即T = 9550P/n 式中: P —功率,kW;n —电机的额定转速,r/min;T —转矩,Nm。

电机的分类和应用

电机的分类和应用 众所周知,电机是传动以及控制系统中的重要组成部分,随着现代科学技术的发展,电机在实际应用中的重点已经开始从过去简单的传动向复杂的控制转移;尤其是对电机的速度、位置、转矩的精确控制。但电机根据不同的应用会有不同的设计和驱动方式,咋看下好像选型非常复杂,因此为了人们根据旋转电机的用途,进行了基本的分类。下面我们将逐步介绍电机中最有代表性、最常用、最基本的电机——控制电机和功率电机以及信号电机。 控制电机 控制电机主要是应用在精确的转速、位置控制上,在控制系统中作为“执行机构”。可分成伺服电机、步进电机、力矩电机、开关磁阻电机、直流无刷电机等几类。 1. 伺服电机 伺服电机广泛应用于各种控制系统中,能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量,拖动被控制元件,从而达到控制目的。一般地,伺服电机要求电机的转速要受所加电压信号的控制;转速能够随着所加电压信号的变化而连续变化;转矩能通过控制器输出的电流 进行控制;电机的反映要快、体积要小、控制功率要小。伺服电机主要应用在各种运动控制系统中,尤其是随动系统。

伺服电机有直流和交流之分,最早的伺服电机是一般的直流电机,在控制精度不高的情况下,才采用一般的直流电机做伺服电机。当前随着永磁同步电机技术的飞速发展,绝大部分的伺服电机是指交流永磁同步伺服电机或者直流无刷电机。 2. 步进电机 所谓步进电机就是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构;更通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。我们可以通过控制脉冲的个数来控制电机的角位移量,从而达到精确定位的目的;同时还可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。目前,比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。

各种编码器的调零方法

各种编码器的调零方法 增量式编码器的相位对齐方式 增量式编码器的输出信号为方波信号,又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器,普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B,以及零位信号Z;带换相信号的增量式编码器除具备ABZ输出信号外,还具备互差120度的电子换相信号UVW,UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位,或曰电角度相位之间的对齐方法如下: 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置; 2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号; 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置; 4.一边调整,一边观察编码器U相信号跳变沿,和Z信号,直到Z信号稳定在高电平上(在此默认Z信号的常态为低电平),锁定编码器与电机的相对位置关系; 5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,Z信号都能稳定在高电平上,则对齐有效。 撤掉直流电源后,验证如下: 1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形; 2.转动电机轴,编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合,编码器的Z信号也出现在这个过零点上。 上述验证方法,也可以用作对齐方法。 需要注意的是,此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐,由于电机的U相反电势,与UV线反电势之间相差30度,因而这样对齐后,增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐,而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致,所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。 将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐,为达到此目的,可以: 1.用3个阻值相等的电阻接成星型,然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线; 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点,就可以近似得到电机的U相反电势波形; 3.依据操作的方便程度,调整编码器转轴与电机轴的相对位置,或者编码器外壳与电机外壳的相对位置; 4.一边调整,一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使上升沿和过零点重合,锁定编码器与电机的相对位置关系,完成对齐。 由于普通增量式编码器不具备UVW相位信息,而Z信号也只能反映一圈内的一个点位,不具备直接的相位对齐潜力,因而不作讨论。 绝对式编码器的相位对齐方式 绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言,差别不大,其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。早期的绝对式编码器会以单独的引脚给出单圈相位的最高位的电平,利用此电平的0和1的翻转,也可以实现编码器和电机的相位对齐,方法如下:1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置; 2.用示波器观察绝对编码器的最高计数位电平信号;

伺服电机维修之编码器对位调零

伺服电机转子反馈的检测相位与转子磁极相位的对齐方式 论坛中总是有人问及伺服电机编码器相位与转子磁极相位零点如何对齐的问题,这样的问题论坛中多有回答,本人也曾在多个帖子有所回复,鉴于本人的回复较为零散,早就想整理集中一下,只是一直未能如愿,今借十一长假之际,将自己对这一问题的经验和体会整理汇总一下,以供大家参考,或者有个全面的了解。 永磁交流伺服电机的编码器相位为何要与转子磁极相位对齐 其唯一目的就是要达成矢量控制的目标,使d轴励磁分量和q轴出力分量解耦,令永磁交流伺服电机定子绕组产生的电磁场始终正交于转子永磁场,从而获得最佳的出力效果,即“类直流特性”,这种控制方法也被称为磁场定向控制(FOC),达成FOC控制目标的外在表现就是永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致,如下图所示: 图1 因此反推可知,只要想办法令永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致,就可以达成FOC控制目标,使永磁交流伺服电机的初级电磁场与磁极永磁场正交,即波形间互差90度电角度,如下图所示: 图2 如何想办法使永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致呢?由图1可知,只要能够随时检测到正弦型反电势波形的电角度相位,然后就可以相对容易地根据此相位生成与反电势波形一致的正弦型相电流波形了,因此相位对齐就可以转化为编码器相位与反电势波形相位的对齐关系。

在实际操作中,欧美厂商习惯于采用给电机的绕组通以小于额定电流的直流电流使电机转子定向的方法来对齐编码器和转子磁极的相位。当电机的绕组通入小于额定电流的直流电流时,在无外力条件下,初级电磁场与磁极永磁场相互作用,会相互吸引并定位至互差0度相位的平衡位置上,如下图所示: 图3 对比上面的图3和图2可见,虽然U相绕组(红色)的位置同处于电磁场波形的峰值中心(特定角度),但FOC控制下,U相中心与永磁体的q轴对齐,而空载定向时,U相中心却与d轴对齐,也就实现了a轴或|á轴与d轴间的对齐关系,此时相位对齐到电角度0度,电机绕组中施加的转子定向电流的方向为U相入,VW出,由于V相与W相是并联关系,流经V相和W相的电流有可能出现不平衡,从而影响转子定向的准确性。 实用化的转子定向电流施加方法是U入,V出,即U相与V相串联,可获得幅值完全一致的U相和V相电流,有利于定向的准确性,此时U相绕组(红色)的位置与d轴差30度电角度,即a轴或|á轴对齐到与d差(负)30度的电角度位置上,如图所示: 图4 上述两种转子定向方法对应的绕组相反电势波形和线反电势,以及电角度的关系如下图所示,棕色线为a轴或|á轴与d轴对齐,即直接对齐到电角度0点,紫色线为a轴或|á轴对齐到与d差(负)30度的电角度位置,即对齐到-30度电角度点:

交流伺服电机的应用领域

交流伺服电机的应用领域 下面我们来看一下伺服电机和其他电机(如步进电机)相比到底有什么优点 1、精度:实现了位置,速度和力矩的闭环控制;克服了步进电机失步的问题; 2、转速:高速性能好,一般额定转速能达到2000~3000转; 3、适应性:抗过载能力强,能承受三倍于额定转矩的负载,对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用; 4、稳定:低速运行平稳,低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求的场合; 5、及时性:电机加减速的动态相应时间短,一般在几十毫秒之内; 6、舒适性:发热和噪音明显降低。 简单点说就是:我们平常看到的那种普通的电机,断电后它还会因为自身的惯性再转一会儿,然后停下。而伺服电机和步进电机是说停就停,说走就走(反应极快)。但步进电机存在失步现象。 (当然有这么多好处价格就相应的上去了就看怎么选择了) 至于原理什么的我觉得就没有必要深入了解了(如果你是做销售的话) 应用领域就太多了。只要是要有动力源的,而且对精度有要求的一般都可能涉及到伺服电机。如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备。 本人感觉数控机床上用的尤其多,你重点跑一些数控机床厂,一台机床(就说小型数控),他的主轴部分就需要一台,进给部分也需要一台(其他部分根据要求厂家会选择动力源),比如客户会因为成本原因选择步进电机,但你值得一试 你也可以多关心一下那些老师傅们经常跑那些领域 谢谢不够的话你再补充一下问题,我可以再详细一点 步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较步进电机和交流伺服电机性能比较步进电机和交流伺服电机性能比较c。一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、1.8°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角为0.09°;德国百格拉公司(BERGER LAHR)生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。二、低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。三、矩频特性不同步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000RPM或3000RPM)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。四、过载能力

各种编码器调零方法

各种编码器的调零 量式编码器的相位对齐方式 在此讨论中,增量式编码器的输出信号为方波信号,又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器,普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A 和B,以及零位信号Z;带换相信号的增量式编码器除具备ABZ输出信号外,还具备互差120度的电子换相信号UVW,UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位,或曰电角度相位之间的对齐方法如下: 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置; 2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号; 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置; 4.一边调整,一边观察编码器U相信号跳变沿,和Z信号,直到Z信号稳定在高电平上(在此默认Z信号的常态为低电平),锁定编码器与电机的相对位置关系; 5.来回扭转电机轴,撒手后,若电机轴每次自由回复到平衡位置时,Z信号都能稳定在高电平上,则对齐有效。 撤掉直流电源后,验证如下: 1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形; 2.转动电机轴,编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合,编码器的Z信号也出现在这个过零点上。 上述验证方法,也可以用作对齐方法。 需要注意的是,此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐,由于电机的U相反电势,与UV线反电势之间相差30度,因而这样对齐后,增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐,而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致,所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。 有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐,为达到此目的,可以: 1.用3个阻值相等的电阻接成星型,然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW 三相绕组引线; 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点,就可以近似得到电机的U相反电势波形; 3.依据操作的方便程度,调整编码器转轴与电机轴的相对位置,或者编码器外壳与电机外壳的相对位置; 4.一边调整,一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使上升沿和过零点重合,锁定编码器与电机的相对位置关系,完成对齐。 由于普通增量式编码器不具备UVW相位信息,而Z信号也只能反映一圈内的一个点位,不具备直接的相位对齐潜力,因而不作为本讨论的话题。 绝对式编码器的相位对齐方式 绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言,差别不大,其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。早期的绝对式编码器会以单独的引脚给出单圈相位的最高位的电平,利用此电平的0和1的翻转,也可以实现编码器和电机的相位对齐,方法如下: 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡位置;

伺服电机计算选择应用实例

伺服电机计算选择应用实例 1. 选择电机时的计算条件 本节叙述水平运动伺服轴(见下图)的电机选择步骤。 例:工作台和工件的 W :运动部件(工作台及工件)的重量(kgf )=1000 kgf 机械规格 μ :滑动表面的摩擦系数=0.05 π :驱动系统(包括滚珠丝杠)的效率=0.9 fg :镶条锁紧力(kgf )=50 kgf Fc :由切削力引起的反推力(kgf )=100 kgf Fcf :由切削力矩引起的滑动表面上工作台受到的力(kgf ) =30kgf Z1/Z2: 变速比=1/1 例:进给丝杠的(滚珠 Db :轴径=32 mm 丝杠)的规格 Lb :轴长=1000 mm P :节距=8 mm 例:电机轴的运行规格 Ta :加速力矩(kgf.cm ) Vm :快速移动时的电机速度(mm -1)=3000 mm -1 ta :加速时间(s)=0.10 s Jm :电机的惯量(kgf.cm.sec 2 ) Jl :负载惯量(kgf.cm.sec 2) ks :伺服的位置回路增益(sec -1)=30 sec -1 1.1 负载力矩和惯量的计算 计算负载力矩 加到电机轴上的负载力矩通常由下式算出: Tm = + Tf Tm :加到电机轴上的负载力矩(Nm) F :沿坐标轴移动一个部件(工作台或刀架)所需的力(kgf) L :电机转一转机床的移动距离=P ×(Z1/Z2)=8 mm Tf :滚珠丝杠螺母或轴承加到电机轴上的摩擦力矩=2Nm F ×L 2πη

无论是否在切削,是垂直轴还是水平轴,F值取决于工作台的重量, 摩擦系数。若坐标轴是垂直轴,F值还与平衡锤有关。对于水平工 作台,F值可按下列公式计算: 不切削时: F = μ(W+fg) 例如: F=0.05×(1000+50)=52.5 (kgf) Tm = (52.5×0.8) / (2×μ×0.9)+2=9.4(kgf.cm) = 0.9(Nm) 切削时: F = Fc+μ(W+fg+Fcf) 例如: F=100+0.05×(1000+50+30)=154(kgf) Tmc=(154×0.8) / (2×μ×0.9)+2=21.8(kgf.cm) =2.1(Nm) 为了满足条件1,应根据数据单选择电机,其负载力矩在不切削时 应大于0.9(Nm),最高转速应高于3000(min-1)。考虑到加/减速, 可选择α2/3000(其静止时的额定转矩为2.0 Nm)。 ·注计算力矩时,要注意以下几点: 。考虑由镶条锁紧力(fg)引起的摩擦力矩 根据运动部件的重量和摩擦系数计算的力矩通常相当小。镶条 锁紧力和滑动表面的质量对力矩有很大影响。 。滚珠丝杠的轴承和螺母的预加负荷,丝杠的预应力及其它一些因 素有可能使得滚动接触的Fc相当大。小型和轻型机床其摩擦力矩 会大大影响电机的承受的力矩。 。考虑由切削力引起的滑动表面摩擦力(Fcf)的增加。切削力和驱 动力通常并不作用在一个公共点上如下图所示。当切削力很大时, 造成的力矩会增加滑动表面的负载。 当计算切削时的力矩时要考虑由负载引起的摩擦力矩。 。进给速度会使摩擦力矩变化很大。欲得到精确的摩擦力矩值,应 仔细研究速度变化,工作台支撑结构(滑动接触,滚动接触和静压 力等),滑动表面材料,润滑情况和其它因素对摩擦力的影响。 。机床的装配情况,环境温度,润滑状况对一台机床的摩擦力矩影 响也很大。大量搜集同一型号机床的数据可以较为精确的计算其负

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