“步進、伺服、直驅、驅動”四大電機教程！最新的電機教程，包含全部的電機知識！不懂選型？看完就就會了！ P26 - 8、伺服電機選型計算

大家好 我是蔣旭雲飛 本節課主要來聊一下SERV訂機的選行計算 那麼SERV訂機呢 是我們在做飛鏢設計時經常會用到的標準鍵 一般是搭配思感機構或者是支線模組來使用 偶爾呢 會搭配同步的機構 那本節課主要講的內容有這麼幾點 第一點確定工況還有需求 第二點呢 確定訂機的種類 然後計算訂機參數 從而呢 確定型號還有品牌 那先分析工況需求 拿本臺設備爲例啊 本臺設備中有一個思感機構 SERV訂機通過膜片式連接器 連接後方的滾軸思感 訂機工作帶動思感旋轉 從而呢 帶動整個機構啊 在導軌上方通過滑塊實現左右運動 對吧 那來看啊 第一點工況需求 就是要帶動機構實現直線運動 對不對 和第二點呢 運動時要對機構進行精準定位 因爲這裏要移料啊 要把物料呢 從啊 這個位置移動到料盤的正上方進行擺盤 同時呢 要調整物料擺放的角度 所以說啊 來看要對機構進行精準定位 對吧 還有呢 訂機輸出的扭矩啊 要足夠 並且適合用在頻繁提供的場所 能夠滿足我們要求的訂機兩種 一種是步進訂機 一種是什麼 伺服訂機 那這裏有實物圖啊 這是步進訂機的實物圖 後方這是電源線 對吧 這是伺服訂機實物圖 後方除了電源線 還有什麼 還有編碼器的線 伺服訂機啊 是帶編碼器的 來我們看兩者的區別 這裏我介紹大約三點啊 第一點區別就是 控制方式 步進訂機呢 它是屬於開環控制 是沒有反饋的工作的模式 就是輸入到執行啊 那伺服訂機呢 它是屬於閉環控制啊 有反饋工作模式 輸入 然後執行 再到反饋 再到矯正 再到輸入 它是一個圈啊 這是第一點區別 第二點區別呢 就是精度 步進訂機它的精度取決於像素 還有驅動器的C分設置 而伺服訂機呢 精度取決於編碼器分辨率 相比起來啊 伺服訂機精度要高很多很多啊 好 那麼第三點區別就是後方的 我這裏也寫了啊 矩評特性的不同 我這裏呢 先畫一個圖像啊 這是豎軸 這是橫軸 好 那豎軸的單位 扭矩 橫軸呢 就是轉速 或者是脈衝頻率 如果說是步進訂機 那矩評特性是這個樣子的 彎彎扭扭的 就是隨着轉速 它的增大啊 訂機的輸出扭矩呢 一直是在降低的 這是步進訂機的矩評特性 而伺服訂機呢 它是最大額定轉速之內橫扭矩 最大轉速之內呢 橫功率 這是兩者矩評特性的區別啊 那根據這個工控需求 我們確定訂機準備去哪個選設服 精度會更高 對吧 好 我們再往下看啊 再往下看 第三步就是計算訂機的參數了 也就是選行 計算的過程是這樣的啊 我們先去分析這個引日條件 利用絲桿帶動的機構有多重呢 20千克 帶動機構運動的速度 0.4米每秒的樣子啊 那麼訂機的加速時間 因爲用的是伺服訂機 所以說0.1秒 對吧 絲桿的導程啊 10毫米 0.01米的樣子 好 那絲桿的直徑15毫米 絲桿的長度呢 600毫米 0.6米 對吧 那根據這個條件啊 我們來對訂機進行選行 先去計算 勻速扭矩 勻速扭矩的公式就是 t等於ftL 利乘以利弊 這是基礎公式啊 但是呢 在絲桿機構中 這個利弊它在什麼 它等於導乘除以二π 導乘除以二π 那麼這個利呢 就是摩擦力 如果這是一臺絲桿提升機構 那還要加上重力 是吧 但是這是一個水平的泥料機構 所以說只有摩擦力啊 得出的結果是0.032牛米 這裏有這個計算的過程啊 我特意的截了一個圖來看啊 0.1就是摩擦係數啊 我就直接默認爲0.1了啊 因爲都是滾動摩擦吧 你看導軌滑塊滾流絲桿都是滾動摩擦 摩擦係數0.1 對吧 m20千克 是不是 好 那結果是2 再乘以10 10的話就是重力加速度啊 當然你想取9.8也可以 我這裏呢 就是直接取了10 方便計算啊 好 那麼這個導乘比二π 導乘的話多少啊 0.01米在這個位置 二π呢 0.28在這裏 所以說得出結果啊 大家可以自己算一下 0.032牛米 這是勻速牛舉的計算啊 我們再去計算加速牛舉 加速牛舉的話呢 它等於慣量乘以腳加速度啊 慣量用這個這類表示腳加速度 對吧 就是那個β 好 那我們再看啊 這個慣量的話呢 它分爲旋轉慣量 還有呢 平動慣量 來看這個機構啊 進擊帶動連接器帶動思感 在幹嘛 在旋轉 而機構呢 在德國上方通過滑壞 是做一個直線運動的 運動形式不同的話呢 慣量的計算公式不一樣 如果說是旋轉 就是二分之一mr方 這裏我要多說一嘴啊 慣量計算的公式標準的應該是mr方 對吧 標準的應該是mr方啊 但是圓柱體繞着中心旋轉的時候呢 咱們就是用這公式二分之一mr方 它是通過積分得來的 大家不用去研究啊 直接這麼一去用就可以了 好吧 好 那麼 平動 平移所產生的這個慣量公式 m乘以a比2倍配方 這裏的a是什麼呢 a就是導程 單位移動量 這裏的a啊就是導程 你看啊 所有的數值 我們是不是都知道啊 都是值得的啊 來這裏是我通過工具算出的這個結果 大家看一下啊 看到沒有 圓柱體 繞着x軸旋轉 對吧 沒問題啊 旋轉軸s軸 然後呢 這個d指的是絲桿的直徑 15毫米 以這條件裏面給了啊 好 那長度呢 600毫米材質 我用的是不鏽鋼的密度 就是8乘以10的三次方千克每立方厘米 每立方米了 好 那麼計算結果 0.239乘以10的-4次方千克平方米 看一下啊 我把它記錄在這裏了 應該沒有記錄啊 就是0.239 那我們再看這個平動的 單位移動量就是導程 10毫米 對不對 那機構的質量20千克 結果0.507乘以10的-4次方千克平方米 相加啊 兩者相加 0.746單位 就是在後方啊 加上一個乘以10的-4次方千克平方米就可以了 好 那我們再看腳加速度 腳加速度呢 它其實應該是這樣啊 腳加速度 它等於腳速度除以加速時間 然後呢 這個腳速度 它等於二π乘轉速啊 那你看二π乘轉速不就是腳速度嗎 再除以加速時間 對吧 我把這個腳速度帶到裏面去 來稍微整理一下 稍微整理一下啊 首先要確定什麼呢 確定這個轉速同學 根據什麼來確定呢 根據剛剛給出的一隻條件 移動速度是0.4米每秒的樣子啊 運動速度0.4米每秒 回到這個上面來 這個圖像有點小 大家可能看得不太清 也是我用工具得出的這個結果 指定移動量400毫米 然後呢 機構加速時間就是定期加速時間0.1秒 移動時間是一秒鐘 那麼對應的轉速就是2666 或者說2667 好吧 把它換算成什麼呢 換算成這個 就是每秒多少轉 單位要統一啊 單位要統一 好 來看一下啊 單位統一之後就是這個樣子的 2667轉每分鐘除以60 就是44.45轉每秒 對吧 再乘以2π 再除以這個 除以什麼啊 我們看啊 除以加速時間 自負定期加速時間0.1秒 得出結果2791.46 對吧 2791.46啊 這是腳加速度的單位 幅度每秒方 好 那麼加速轉矩就是腳加速度乘以總的光量 對不對 得出的結果0.2082牛米的樣子 0.2082牛米 然後呢 我們要去計算帶動整個機構運動所需要的總的轉矩 那麼這個時候要考慮到什麼考慮到效率了 有同學可能想了 哎 剛剛你爲什麼我去算效率啊 其實我就是偷了一個籃啊 放到這裏一起來算了啊 效率取多少呢 呃 像這裏零週期滾珠四杆導火好快 效率都很高 就直接給0.9就可以了啊 那安全係數呢 自負定期咱們一般給兩倍就夠了 好吧 K取2效率 這裏是0.9 你們可以自己去算一下啊 可以自己算一下 這是0.2082加速轉矩 0.032是勻速轉矩 總轉矩0.2402 對吧 除以0.9 這除以效率啊 再乘以2安全係數 到底結果多少吧 0.53 0.534 是吧 0.534牛米啊 接下來呢 就是要去確定定機的這個品牌以及呢 型號了 這個品牌很多同學們 比如說啊 西門子啊 這個施耐德呀 對不對 臺達的 東元的這個深圳的匯川啊 華中數控安川的三明的很多很多啊 主要是根據你們公司是否和這個品牌有合作 或者看客戶是否有指定這個品牌 把品牌訓練好就可以了 訓練好品牌之後啊 來 我今天拿這個東洋的這個定機爲例啊 我手裏面現在只找到這麼一個樣子啊 其他的很難找 有沒有找 只看這個樣子啊 同學們 那首先看什麼呢 看這個總流矩 我們算出的結果是0.534 對不對 那麼跟他樣冊裏面所提供的最大力矩來對比 跟他樣冊裏面所提供的最大力矩來對比 哪一個 比0.534大 0.64 是不是啊 0.64 那同時呢 他的額定力矩是0.32 0.32要跟什麼呢 要跟這個語音速力矩來對比 可不可以 一個是0.32 這是定機的額定力矩啊 我所需要的是0.03 沒問題的 對不對 好 那我們再看慣量要進行什麼 要進行這個慣量的匹配啊 他這裏提供的數值是0.051乘以10的-4次方千克平方米 對吧 看到沒有 這裏千克平方米啊 那我們在進行慣量匹配時一般是這樣的 整個機構運動所產生的總慣量 除以定機轉子慣量 要怎樣啊 小於30 對不對 也就說總慣量要 這裏不能這麼說啊 這裏不能這麼說 那麼我看看 剛剛算出的總慣量多少來着 來 回到這裏來啊 0.746 對不對 那你除以這個定機智能慣量要小於30 那麼這臺S40的這個術試功率是100瓦的 就是能夠滿足他的要求的 大家可以算一下啊 是沒問題的 我剛剛是有算過 忘記把這個結果放在這裏了啊 它是沒問題的 就是要保證小於30就可以 如果要求高的話 可能是要求就是要小於10 那我們可以選擇大點定計就可以了 好吧 那今天呢 咱們聊這麼多啊 同學們 如果說想了解更多的飛鏢設計相關的知識 可以持續的關注我 那行 今天呢 講到這兒 我是雲飛老師 咱們下節課再見啊