DD Motor转台设计
dd马达和分割器的区别【详解】
在工程上，凸轮分配器又称为凸轮分度器和间歇分配器。
它是在工业自动化发展的背景下，广泛应用于各行各业自动化设备中的一种高精度旋转装置。
DD电机中的DD是直接驱动的缩写，该电机称为直接驱动电机。
dd电机的输出转矩大，所以有些公司直接把这种产品称为转矩伺服。
与传统电机不同的是，该产品的高扭矩使其能够直接连接到运动装置上，省去了减速器、变速箱、皮带等连接机构的需要，因此被称为直接驱动电机。
凸轮分配器的驱动源是从市场的角度来看的。
绝大多数的凸轮分配器采用普通的齿轮减速电机、步进电机、伺服电机等，随着技术的发展，对机械的技术要求越来越高。
大多数工程师在产品选择过程中都会遇到困惑。
是直接选择dd电机还是凸轮分配器和驱动电机的装配？今天，小编就带大家了解一下凸轮分配器和DD马达之间的区别。
与传统电机不同的是，该产品的高扭矩使其能够直接连接到运动装置上，省去了减速器、变速箱、皮带等连接机构的需要，因此被称为直接驱动电机。
此外，由于这种类型的电机一般都配有高分辨率的编码器，因此该产品可以达到比普通伺服更高的精度水平。
采用直接连接的方法，减小了机械结构引起的定位误差，保证了加工精度。
另外，对于部分凸轮轴控制方式，一方面减小了由于机械结构摩擦产生的尺寸误差，另一方面也大大降低了安装和使用过程中的噪音。
伺服电机：是控制伺服系统中机械部件工作的发动机。
它是一个辅助电机间接传动。
伺服电机是一种可以连续旋转的机电转换器。
伺服电机作为液压阀控制器是一种小功率的微电机，常用作永磁式直流伺服电机和并联励磁直流伺服电机。
它主要与驱动装置直接连接，减少了机械结构和凸轮分配器造成的定位误差。
相比之下，减小了由于机械结构摩擦而产生的尺寸误差，并在dd电机上安装了高分辨率的编码器，使其精度达到了普通伺服的水平。
对于凸轮分配器，有些产品可以达到同样的精度，这就要求制造商在选择分配器时控制精度。
大多数非标准分纸机厂家生产的凸轮分纸精度达不到0.002mm。
DD马达原理应用及选型步骤
• 3、其编码器为光电型编码器高解析度,CKD
DD马达采用的编码器分辨率为540,672ppr，
并带有原点和限位输出。
2.常用类型比较
3.试用场合举例
4.DD马达的选型原则
• 4.1.电机惯性力矩（转子惯量）
•
＞负荷惯性力矩（转动惯量）总和
• 4.2电机最高转速＞负载轴最高转速
电机需要输出和负载扭矩同等或以上的额定转矩。
时回发生松动和噪音现象，增加机械的重
量实际使用的分度盘动作的转动的角度一
般都是在一周以内,而且需要较大的瞬间启
动转矩。DD马达，不带有减速器却持有大
扭距在低速时保持准确平稳的的运转。
• DD马达的结构特点:
• 1、DD马达结构为外转子形式，与内转子结
构的普通马达不同，马达内部的磁极数也比
较多，产生更大的启动和转动扭矩。
1.DD马达原理及结构
•
所谓DD马达（“DD”是Direct Drive的
简称）是一种特殊的高精度的马达。可以
通过转子直接驱动运动载体，中间不再需
要其它过渡连接(减速机构、联轴器等)。
内部结构
•
由于一般该型电机都配置了高解析度的
编码器，因此使该产品可以达到比普通伺
服高一个等级的精度。
•
又由于采用直接连接方式，减少了由于
机械结构产生的定位误差，使得工艺精度
得以保证。
•
另对于部分凸轮轴控制方式，一方面减
少了由于机械结构摩擦而产生尺寸方面的
误差，另一方面也对安装，使用时的噪音
等方面降低了很多。
• 为什么要用DD马达?
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
DD马达和凸轮分割器的优缺点
DD马达是direct driver的简称，包括力矩电机和直线电机，后面加上电机就是称为DD直驱电机也叫直接驱动马达。
用于替换凸轮分割器的是DD马达力矩电机。
由于其输出力矩大，因此有些公司将该产品直接称为力矩伺服。
与传统的电机不同，该产品的大力矩使其可以直接与运动装置连接，从而省去了诸如减速器，齿轮箱，皮带轮等连接机构，因此才会称其为直驱动电机。
DD马达力矩电机是一种具有软机械特性和宽调速范围的特种电机，当电机工作过程中负载增加时，电动机的转速自动随之降低，增加输出力矩，保持电机的负载平衡。
DD马达力矩电机具有低转速、大扭矩、过载能力强、响应快、特性线性度好、力矩波动小等优点，可以直接驱动负载省去减速传动齿轮，从而提高了系统的运行精度。
DD马达的工作原理与普通直流电机相同，不同之处在于其结构。
为了在一定体积和电压下产生大的转矩额低的转速，直流力矩电动机一般做成扁平式结构，极对数较多，主要是为了减小转矩和转速的波动，通常采用永磁体产生磁场。
DD马达特点：(1)不需要回原点：使用绝对值编码器在不需要原点的情况下就可以确定当前位置。
(2)高精度：每圈可以分为2个脉冲，20/24的脉冲，定位的精度可以小于等于/-30弧秒。
(3)高扭矩：有限体积内高扭矩输出，能以高转速驱动大负荷(4)高刚性：径向和轴向负荷能力大、静负荷大的交叉轴承。
(5)维护简单：不需要额外的电机维护工作，例如添加润滑油。
(6)安装容易：不需要使用减速机、滑轮、齿轮等中间配件，可直接装载，减少了部件安装调试的时间。
(7)低噪音：不需要中间连接器直接安装负载，因此可减少使用过程中的大量噪音。
(8)快速响应：直接安装负载，不需要中间连接器，响应速度快，可在较短的时间内设定好的精度。
至于缺点，那么最大的缺点就是贵，比凸轮分割器贵多了。
凸轮分割器有的人也叫角度分割器，分度箱间歇分割器，主要应用在多工位间歇运动设备等场合，其具有定位精准（精度可达正负30秒，特制的可达15秒内），转速快效率高等特点，由于是纯机械行结构采用好的凸轮材质和加工其使用寿命可长达10年。
DD马达原理及应用
DD马达原理及应用DD马达（Direct Drive Motor）是一种直接驱动电机，也被称为无齿轮直驱电机。
DD马达使用电磁场直接驱动转子，省去了传统电机中的齿轮传动装置，降低了机械间隙和传动损耗，提高了效率和精度。
DD马达具有高效率、高可靠性、低噪音等优点，被广泛应用于各种领域。
DD马达的工作原理是利用电磁力将电能转化为机械运动。
DD马达由定子和转子两部分组成，定子上的绕组通电产生磁场，与转子上的永磁体之间产生相互作用力，驱动转子转动。
DD马达不需要传统电机中的齿轮传动装置，直接将电能转化为机械运动，提高了传动效率和精度。
DD马达具有许多应用领域，如工业生产设备、机器人、医疗设备、航空航天、汽车工业等。
在工业生产设备中，DD马达广泛应用于搅拌器、泵、风扇、输送带等设备中，提高了生产效率和精度。
在机器人领域，DD马达用于驱动机器人的关节，实现精准运动控制。
在医疗设备中，DD马达用于X光机、CT扫描仪、手术器械等设备中，提高了医疗设备的性能和稳定性。
在航空航天领域，DD马达用于飞机的舵机、座舱附件、导弹制导系统等部件中。
在汽车工业中，DD马达用于电动汽车、混合动力汽车、智能驾驶系统等。
DD马达的优点之一是高效率。
由于不需要传统电机中的齿轮传动装置，DD马达转换效率高，传动损耗小。
传统电机中的齿轮传动装置会造成机械间隙和摩擦损失，降低了传动效率。
而DD马达直接将电能转换为机械运动，省去了传动装置，提高了效率。
另一个优点是精度高。
由于DD马达没有齿轮传动装置，机械间隙小，转动精度高。
传统电机中的齿轮传动装置容易产生斜齿、磨损等问题，影响了传动的精度。
而DD马达直接驱动转子，减少了传动损耗，提高了转动精度。
此外，DD马达还具有低噪音和低维护成本的优点。
由于没有传统电机中的齿轮传动装置，DD马达运行时噪音小，减少了环境污染。
同时，DD马达无需润滑油和定期更换齿轮等维护工作，降低了维护成本。
总的来说，DD马达具有高效率、高精度、低噪音和低维护成本等优点，被广泛应用于各种领域。
转台设计指导书
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第1章 转台总体设计
1.1 转台结构类型选择
转台是一种重要的地面测试设备，用于惯性导航系统和惯性元件检定、标定，以及模拟 飞行器姿态运动。 转台根据用途可分为仿真转台和惯性测试转台。但目前两个类别间互相渗透的趋势愈发 显著, 界限日趋上移，直到中高端产品才区别明显。 惯性测试转台，侧重静态或稳态性能，主要用于惯性导航系统和惯性元件如陀螺、加速 度计的性能检测和标定。先进武器系统一般配备有惯性导航和制导系统, 这类装置在生产、 调试、测评、使用、维护(修)等各个阶段都离不开由惯性测试转台组成的测试系统。因此, 惯 性测试性能的好坏, 直接影响武器系统研制水平及其性能评定。 仿真转台，侧重动态性能，仿真转台一般用于武器平台或运动载体的运动状态模拟 , 是 各类武器平台进行半实物仿真试验等地面综合性试验系统的关键设备和重要组成部分, 也是 测试、评价和标定各类运动载体、武器系统性能的经济、高效的技术手段。 转台按照不同的分类标准有多种类型。
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转台设计 课程设计指导书
哈尔滨工业大学
2011 年 4 月
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目 录
第 1 章 转台总体设计 ....................................................................................................................... 1 1.1 转台结构类型选择 ..................................................................
三轴转台结构设计
三轴转台结构设计主要包括以下部分：机械结构：三轴转台机械结构主要包括底座、转台台体、中心轴、轴承等部分。
其中，底座是整个转台的基础，必须具有足够的刚性和稳定性，以支撑整个转台台体的重量和转动时的动态载荷。
转台台体是实现转动的主要部件，其设计应考虑到加工精度、转动惯量、负载能力等因素。
中心轴是连接底座和转台台体的关键部件，需要具有足够的刚性和耐磨性，以承受转动时的动态载荷和摩擦力。
轴承是实现转动的关键部件，需要选择适合的轴承类型和规格，以保证转台的转动精度和使用寿命。
控制系统：三轴转台控制系统包括控制系统硬件和软件两部分。
控制系统硬件主要包括控制器、驱动器、传感器等部分，用于实现转台的精确控制和监测。
控制器是控制系统的核心部分，可以接收来自上位机的指令，并根据指令控制驱动器的输出，以实现转台的精确转动。
驱动器是控制系统的执行机构，可以根据控制器的指令输出合适的电压或电流，以驱动电机转动。
传感器是控制系统的反馈机构，可以实时监测转台的位置、速度等参数，并将参数反馈给控制器，以实现闭环控制。
控制系统软件是实现精确控制的核心部分，可以采用各种控制算法和策略，以实现转台的快速、稳定、精确的转动。
负载结构：三轴转台负载结构主要包括负载安装板、负载支撑架等部分。
负载安装板是用于安装各种测试设备和仪器的部件，必须具有足够的刚性和平整度，以确保测试设备的稳定性和测试精度。
负载支撑架是用于支撑负载安装板的部件，必须具有足够的承载能力和稳定性，以承受各种测试设备和仪器的重量和动态载荷。
总之，三轴转台结构设计需要综合考虑机械结构、控制系统和负载结构等方面的因素，以确保转台的精度、稳定性和可靠性。
同时，还需要根据实际应用需求进行优化和改进，以满足特定的测试要求和使用场景。
毕业设计（论文）-二维加速度转台控制系统设计
毕业设计（论文）-二维加速度转台控制系统设计二维加速度转台控制系统设计摘要转台在航天航空领域中多用于对地面半实物进行实时仿真和测试，是一种很关键的硬件设备，利用转台可以模拟飞行器的空中姿态，获取其制导系统，控制系统以及相应器件的各种实验数据，并根据试验参数进行重新设计和改进，达到预期效果。
在军事领域，雷达天线的自动瞄准跟踪控制，高射炮，导弹发射架的瞄准运动控制，坦克，军舰的炮塔运动控制等都是基于二维转台的运动控制，所以对其进行研究有重要的现实意义。
在工业制造行业，越来越多的机械手被应用进来，而转台为其提供了很好的自由度。
所以说，转台性能的好坏直接关系到仿真实验的可靠性和置信度，是保证航空航天系列产品及武器系统精度和性能的基础，在航天工业和国防建设的发展中具有重要的意义。
本课题研究的二维加速度转台控制系统正是对引信模拟试验台的控制部分进行研究，主要包含主轴调速控制和运动控制。
首先进行了控制方案设计，控制流程设计，然后通过对控制器件的选择进一步改进控制方案，最后，通过上位机软件实现了远程监控。
调试和测试结果表明该系统符合设计要求。
关键字：飞行模拟仿真转台，伺服系统，PMAC，Delphi控制界面Design of the control system for Two-dimensional TurntableAbstractIn the aerospace field, Turntable, which is a key hardware, is usedfor real-time simulation and testing on Hardware-in-the-loop HWIL . We can use a turntable to simulate the attitude of the aircraft in the air for its guidance system, control systems and lots of experimental data about the devices which is expected. Based on such parameters, we re-design and improve it to achieve the expected effect. In the military field, anti-aircraft guns, the Automatic target tracking control on the radar antenna, the control for missile launchers Target motion, tanks and the movement control of warships turret, all of them are based on the control of Two-dimensional turntable movement, so that the important practical significance is expected on the study. In the industrial manufacturing industry, as the turntable has a good degree of freedom,more and more robotics have been applicated, So the performance of the Turntable has a significance effect on reliability and confidence of the simulation experiment.it is the basis to ensure the accuracy and performance of series of aerospace and Weapon system, and of great significance in the development of the aerospace industry and defense.This topic on the acceleration turntable control system of two-dimensional discuss the control system of the simulation test bed of the missile launchers. It is Consists mainly of the control of Variable frequency motor and Servo motor. Firstly, I design the Control scheme and the control Process. then choose the control devise and improve the scheme.finally, I use the PC interface to complete the process of ControlsimulationKeyword：The simulation turntable for flight，Servo motor，PMAC，The interface of delphi目录1 绪论 11.1 课题研究的背景意义和目的 11.2 仿真实验转台国内外发展现状 1国外仿真转台的发展现状 1国内仿真转台的发展现状 21.3 论文结构安排 (3)2 转台控制系统的总体方案设计 42.1 试验转台的构成 42.2 仿真转台的控制系统 4伺服控制系统 4变频调速控制系统 52.3 系统工作原理 53 二维加速度转台控制系统的硬件设计73.1 变频电机控制系统的设计7变频电机系统的硬件设计7交流变频调速电机7EV3000 变频器83. 2 基于 PMAC 伺服控制系统的设计9伺服控制系统硬件设计9伺服驱动器12伺服电动机133.3 本章小结154 试验台控制系统软件部分研究164.1 PMAC 卡 PID 运动控制算法参数调整 164.2 PMAC 软件编程174.3 变频调速电机控制方式19变频器通信协议 19控制程序编写224.4 上位机控制界面设计 274.5 二维加速度转台控制系统工作过程简述29 4.6 二维加速度转台控制系统工作流程314.7 本章小结325 结论33参考文献：34致谢36绪论1.1 课题研究的背景意义和目的航空、航天和航海工业的发展水平是一个国家科技能力、国防实力和综合国力的重要标志。
二维转台设计报告
二维转台设计报告摘要：本文旨在介绍二维转台的设计原理和应用。
首先，我们将介绍二维转台的定义和基本结构。
然后，我们将详细讨论二维转台的工作原理和设计要点。
最后，我们将探讨二维转台在各个领域的应用，并展望其未来的发展前景。
1. 引言二维转台是一种用于控制物体在平面内旋转和转动的装置。
它由底座、转动轴、驱动装置和控制系统等组成。
二维转台广泛应用于航天、航空、光学、机械制造等领域，具有重要的研究和应用价值。
2. 二维转台的工作原理二维转台的工作原理基于机械传动和控制系统。
通过驱动装置提供的动力，转动轴可以实现在水平和垂直方向上的旋转和转动。
控制系统可以根据预设的参数和指令，精确控制转台的运动轨迹和速度。
3. 二维转台的设计要点在设计二维转台时，需要考虑以下几个要点：3.1 结构设计二维转台的结构设计应该合理，确保转台的稳定性和刚性。
同时，还需要考虑转台的负载能力和工作环境的要求，选择合适的材料和制造工艺。
3.2 驱动装置驱动装置是二维转台的核心组成部分，其性能直接影响到转台的运动精度和稳定性。
在选择驱动装置时，需要考虑转台的负载要求、速度范围和控制精度等因素。
3.3 控制系统控制系统是实现二维转台精确控制的关键。
它可以根据预设的参数和指令，控制转台的运动轨迹和速度。
在设计控制系统时，需要考虑转台的运动范围、控制精度和响应速度等因素。
4. 二维转台的应用二维转台在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些典型的应用案例：4.1 航天领域二维转台可以用于航天器的姿态控制和定位。
通过控制转台的运动，可以实现航天器的精确定位和姿态调整，提高航天任务的成功率。
4.2 光学领域二维转台可以用于光学仪器的定位和调整。
通过控制转台的运动，可以实现光学元件的精确定位和角度调整，提高光学系统的性能和精度。
4.3 机械制造领域二维转台可以用于机械零件的加工和装配。
通过控制转台的运动，可以实现机械零件的精确加工和装配，提高机械制造的效率和质量。
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DD Motor转台设计技术综述
作者：北京机床所精密机电有限公司常文芬黄韶娟来源：雅式产业专网DD Motor（Direct Drive Motor，直接驱动电机）是伺服电机技术发展的产物，
由其驱动的转台是直接驱动技术在加工中心上的又一次革命性应用。
其结构特点是，电机转子直接与旋转工作台连接，电机定子则与安装基座固定在一起，直接驱动转台实现旋转运动。
它省却了齿轮、蜗轮蜗杆等复杂的传动件，具有如下多项优点：结构简单、输出扭矩大、噪声低、速度和精确度高、控制轻易、维护方便，可靠性高等。
由于电机结构的特殊设计，可实现低速大扭矩输出，满足加工中心机床用转台切削进给的需要；电机具有很好的伺服刚性和动态特性，可使转台加速度增大，回转速度大幅度进步。
由于DD Motor电机直接与转动负载相连，因此在电机和负载之间实现了“零”传动。
基于此，DD Motor转台应用于加工中心将是一种较好的选择。
目前，国外已有很多厂家生产和销售此类电机和转台，如德国SIEMENS、Cytec；日本FANUC、津田驹等，中国也有部分单位购买了配置有类似转台的机床，主要用于齿轮加工等。
DD Motor转台常见的基本结构图1所示为DD Motor转台所常见的结构型式示意图，它主要由以下几部分组成：（1）电机定子及转子；（2）轴承；（3）编码器；（4）转台及旋转部分；（5）基座、外套及固定部分；（6）DD Motor 转台所需要的密封和防尘结构；（7）循环冷却结构。
图1 DD Motor转台所常见的结构型式
关键部件的配置及选用
1.直接驱动电机
目前像SIEMENS、FANUC等公司均有可用于转台的直接驱动电机，其在功率、扭矩及转速方面各有特色，安装尺寸也各有不同，可根据需要进行选择。
为满足转台的使用要求，在电机的选择上应重点考虑以下三项内容：
1）最大扭矩
最大扭矩需满足负载和转动部分加速度的目标要求。
即：最大扭矩≧移动部分的惯量×目标加速度+负载扭矩。
2）连续扭矩
连续扭矩为转台在不过热的情况下连续旋转的扭矩，计算连续扭矩时应考虑摩擦扭矩和切削扭矩。
同时，假如转台倾斜或者垂直使用而且没有制动或夹紧结构时，需要考虑重力产生的扭矩影响。
由于电机的性能与机械结构的热态性能及冷却状况有很大关系，选择时须留有足够余量。
3）惯量
为了充分发挥电机的性能，转台的转动惯量应尽可能小，需严格计算转台转动部分的惯量（包括负载的惯量），满足电机答应的转动惯量要求。
转台的惯量和刚性是一对矛盾，只能依据用户要求进行取舍。
在实际选用中，应和电机厂家进行交流，基于严密计算以确保得出最好的选择。
2.轴承
DD Motor转台的支承通常采用交叉滚子轴承、推力/向心滚子轴承或推力角接触球轴承。
图2分别为三种轴承的示意图，实际设计选用时可根据安装尺寸、载荷、寿命等来综合权衡。
图 2 转台支承轴承示意图
（由左至右分别是a、b、c）
图2a为推力/向心滚子轴承。
它能双向承受轴向载荷和附加径向载荷以及安装力矩，特别适于承受大倾覆力矩，具有较高旋转精度。
图2b为交叉滚子轴承。
该轴承的圆柱滚子在呈90°的V型沟槽转动面上通过间隔保持器实现了相互垂直方向的排列，一个轴承便能承受径向负荷、轴向负荷及力矩负荷等所有方向的负荷。
图2c则为推力角接触轴承。
它能双向承受轴向载荷和附加径向载荷以及倾覆力矩，特别适于精密回转工作台和高速回转工作台。
其承载能力及刚性相比上两种轴承来讲较弱，但其高速性能良好。
3.编码器
DD Motor转台的电机不含编码器，因此实际使用中须选用相匹配的编码器，以确保电机的位置和速度反馈。
在选择上应留意以下三方面题目。
首先，需留意目标精度及旋转编码器的分辨率，其最佳设置范围为目标精度的10~20倍。
第二，需留意稳定性。
由于编码器的温度会在使用过程中随机械本身温度的升高而升高，导致精度的下降，必须选择具有稳定热态功能的编码器。
最后，需留意与电机和数控系统的匹配。
转台结构设计中应留意的题目
1.密封防尘结构
直接驱动电机转子具有永磁性，假如工作台加工区的金属灰尘进进转台内部，会被吸附到转子上，影响电机的性能甚至会导致其失效，所以通常在设计中，需要采取迷宫结构和气密封相结合的方式，持续吹进干净干燥的气体，以保证电机安全可靠的运转。
在密封方面必须充分考虑，假如电机遭遇冷却液进侵，将引起其尽缘性的降低或退化。
另外，转台上所采用的轴承和编码器皆为精密运动件和检测元件，使用中必须保证其密封结构的可靠性。
图3 DD Motor转台实例
〔由左至右分别是a 舍弗勒公司产品、b 北京机床研究所研制的DD转台（结
构图）、c 北京机床所研制的DDM630转台用于TH6363产品实例〕
2.循环冷却
转台内部的电机运转时会产生热量，处理得不好，会影响转台和机床的精度稳定性。
为此，需要在转台电机定子套上开槽用于循环冷却，工作时通进循环冷却水或油带走热量。
电机扭矩的获得与电机的冷却相关联，只有电机得到有效冷却才能达到其标定扭矩。
但是过度冷却又会产生冷凝现象，从而降低电机的尽缘性，因此推荐采用室温跟踪式冷却系统。
相对而言，水冷却的效果比油冷却的效果要好，油冷却情况下电机的连续扭矩最大将会损失20%。
但是水冷却的情况下，须考虑防锈题目，因此需要根据不同的要求和侧重点来作出选择。
3.制动
转台作为机床的工作台，需要有分度及正确定位的功能。
DD Motor转台安装的直接驱动电机与通常伺服电机相同，当接到停止指令时由其动态制动电路来制动电机。
但由于DD Motor转台电机与转台之间没有减速和传动机构，转速很高的电机，急停时会发生很小角度的过转，因而在DD Motor转台中需要有另外的机械或者液压锁紧机构以保证正确定位。
在重切削情况下，也需要锁紧转台轴。
假如转台倾斜或垂直使用，制动机构的作用将更为突出。
结语
鉴于DD Motor转台在转速、扭矩等方面的良好特性，更多厂家正致力于其开发和实际应用，而随着DD Motor电机的日渐成熟，国际上较为成熟的转台产品已在加工中心上得到很好应用。