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建云工控
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樓主  發表于: 2018-04-27 10:35

上次,我們討論了如何簡單快速調試伺服電機,今天,我們探討伺服電機如何選型。上面是XY直角坐標機械手,由絲桿作為傳動部件。我們知道驅動模組運動可以是步進電機,也可以是伺服電機,但是對于我們設備制造商,我們不僅要考慮功能實現,而且還要考慮設備集成的成本,伺服電機要比步進電機的價格要高很多,所以,對于上面驅動電機,選用什么電機非常有必要。

是選用步進電機還是伺服電機呢?
選用那種電機,我們主要從這三方面考慮

1、轉速

步進電機轉速一般在600-1000轉/分

伺服電機3000-5000轉/分

2、扭矩

步進電機V/F曲線

伺服電機V/F曲線

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

3、精度

我們知道步進電機的精度以步距角來衡量,市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度(五相電機)、0.9度/1.8度(二、四相電機)、1.5度/3度 (三相電機)德國百格拉公司(BERGER LAHR)生產的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為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°的步進電機為例。

0.036=360/10000

假設給這個步進電機后端加上編碼器,那么公式相當于電機轉一圈編碼器發出10000個脈沖,編碼器分辨率是10000。

伺服電機的精度是電機后端的編碼器分辨率來衡量的,現在伺服編碼器分辨率達到2的23次方,可見伺服電機的精度遠遠比步進電機精度高。

至于選步進電機還是伺服電機,我們依據上面選擇條件就可以選定電機品種了,如果選用伺服電機,那么我們如何確定伺服電機的選型和參數呢?

選定伺服電機,我們依據這三個因素:

轉速:

N:電機轉速(轉/分)     V:物體移動速度(m/min)   PB:絲桿導程(mm)

轉速選擇標準:N小于電機額定轉速的0.8倍

轉矩:

T總:驅動總轉矩    T負載:負載轉矩    T慣量:慣量轉矩   F:負載推理也就是摩擦系數乘以負載重力    PB:絲桿導程   J總:系統總慣量   β :角加速度   J負載:負載的慣量    J聯軸節:聯軸節的慣量   J絲桿:絲桿的慣量    M:負載重量      D:直徑      N:轉速

轉矩選擇標準:T總小于電機額定轉矩的0.8倍

精度

我們以上銀絲桿為例,來看看伺服電機和絲桿選配

以精度等級為C6的絲桿為例,現不考慮負載大小、加減速度和減速比。C6重復定位精度是0.023mm,導程是5mm ,那么伺服電機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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luozifeng
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1樓  發表于: 2018-04-27 18:10
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