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伺服电机计算选择应用实例 

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伺服电机计算选择应用实例

·电机每转的工作 台的移动量

添入电机转一转时机床的实际移动量。例如:

·当滚珠丝杠的螺距为12mm,变速比为2/3时,每转的移动量为 12×2/3 =8 mm

·若用于转台,变速比为1/72时,每转的移动量是 360×1/72 = 5 deg。 添入NC指令的最小输入单位值。0,15,16,18系统为0.001mm。 添入机床实际要求的快速移动速度和坐标进给速度。

添入折算到电机轴上的全部负载惯量值。计算方法见§1.1。惯量 值不必很准确,添入2位或1位数即可。例如,0.2865可添入0.29或0.3。注意该值不要包括毒剂本身的惯量值。

·CNC的最小输入单位 ·快速移动速度 和进给速度 ·惯量

·负载力矩 ·由于在电机停止时也可能有非切削力矩,所以在考虑电机的连 续力矩时应留有一定余量。负载力矩要小于电机额定力矩的70%。

·快速运动的力矩要添入快速移动稳态时的力矩。要确保该值要小于电机的连续额定力矩。该项数据不要包括加/减速所需力矩。 ·进给时的切削力,要添入切削时进给方向的最大切削力。 ·对于最大切削力矩,要添入上述加于电机轴的最大切削力的力矩值。由于切削力产生的反作用力将大大影响力矩的传送效率,所以要想得到精确地最大切削力矩,必须考虑其它数据或在机床上测量。

·在垂直轴方向,若上升或下降的负载力矩值不一样,就应添入两个值。

在“负载力矩”项中添入最大切削力矩的负荷比和ON时间。 各值的意义如下图。

·最大负荷(加工) 时间/ON时间

添入每分钟快速定位的次数。该值用来检查加/减速时电机 是否会发热及放大器的放电能量。

这组数据用于检查位置编码器装在电机外部时伺服系统的 稳定性。当系统用直线光栅尺和分离型编码器时不要忘记添

·快速移动定位的频率

No.3组

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·分离型检测器

·机床进给系统的刚性

·反向间隙

No.4 ·电机的型号

·选择项,特殊规格

反馈(FB)型式

No.5

·快速移动时加/减速时间

伺服电机计算选择应用实例

入这些数据。

若位置编码器装在电机外面,添入检测器的名称。若1使用 回转式检测器,在“标注(Remark)”栏中添入下列各项。 ·旋转变压器 旋变转一转时机床的移动量。 旋变转一转时的波长数。 ·脉冲编码器 脉冲转一转时机床的移动量。

脉冲编码器的脉冲数。

该项添入力矩加于电机轴且最终的驱动部件(如工作台)锁 住时的力矩与移动量之间的关系值,的即1弧度角位移所用 的力矩值。例如:

力矩500kgf.cm时位移5deg的计算结果如下: 刚性 = 500/5 ×180/π= 5730 kgf.cm/rad

若位移与力矩的关系是非线形的,可用原点附近的梯度计算。 力矩 (Nm) T e 位移(rad) 添入变换到工作台移动量的电机与最后驱动部件间(如工作 台)的间隙。

电机的规格。

添入电机的名称,内装反馈单元的规格。 添入特殊规格要求,如果有的话。

该组参数是指令的加/减速时间。并非定位的实际执行时间。 加/减速时间根据负载惯量,负载力矩,电机的输出力矩和 加工速度决定。详细地计算见§1.2和§1.3。 FANUC的CNC快速运动时为线性加/减速。

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伺服电机计算选择应用实例

·切削进给时的加/减速

通常,切削进给时用指数函数加/减速。这组数据添入时间常数。

No.6

·输入倍乘比,指令 该组数据要求添入以最小输入单位移机床时的NC所需的设定 倍乘比,柔性变速比 值。这些值的关系如下图示。

上图中,各比值必须设定,以保证误差寄存器的两个输入a和b 要相等脉冲编码器用柔变速比。所以,CMR通常设1。若不设1,请与FANUC商量。柔性变速比(F.FG)要设定电机轴转一转时 所要脉冲数与反馈脉冲数的比值算法如下: F.FG = 电机轴转一转要求的进脉冲数

1,000,000

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·位置回路增益 ·减速停止的距离

·动态制动的停止距离 伺服电机计算选择应用实例

注 计算时,α脉冲编码器的反馈脉冲数是1,000,000。分子和 分母的最大允许值是32767。分数要约为真分数。 例如:

NC的脉冲当量为1μm,电机一转机床的移动距为8mm, 使用A64脉冲编码器。则

F.FG = 8,000

= 1

, CMR=1

1000,000,000 125

半闭环且1μm检测单位F.FG的设定如下:

电机一转机床的位移量所须的位置脉冲数 F.FG (mm/rev) (脉冲数/转) 10 10000 1/100 20 20000 2/10或1/50 30 30000 3/100 该组参数根据惯量添入经验值。由于机床的刚性,阻尼和其它因

素的影响,这些参数并非总是可用的,通常是按实际机床确定。 若位置编码器装在电机的外面,这些值受机床的刚性,反向间隙,摩擦力矩影响。这些值必须填写。

在行程的终端,要考虑机床减速停止的距离,将其添入本组数据。

Vm l1 l2 l3 t1 t2 Vm :快速运动速度,mm/min或deg/min。 l1 :由接收器的动作延时造成的运动距离。

l2 :减速时间t2造成运动距离。

l3

:伺服的偏差量。

t1 :通常为0.02秒。

移动距离 = Vm ×(t1+ t2 1 + k s )

60

2

k-1

S :位置回路增益(sec)

该距离是当故障时,切断机床电源动态制动停止造成移动距 离。

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No.8组

·放大器的型式·变压器 ·放大器规格

伺服电机计算选择应用实例

Vm :快速移动速率,mm/min或deg/min l1 :由于接收器的延时t1造成的移动距离

l2

:由于磁接触器的断开延时t2组成的移动距离

l3 :磁接触器动作后动制动造成的移动距离 (t1+t2)通常大约为0.05秒 移动距离(mm或deg)=

= Vm 60

×(t1+t2)+(Jm+J1)×(Ano+Bno3

)×L

Jm :电机的惯量(kg.cm.s2) J :负载惯量(kg.cm.s2)

No :电机快速移动速度(rpm)

L :电机一转机移动量(mm或deg)

NoL=Vm

A和B是常数,随电机而变各种电机的值见下面“动态制 动停止距离计算的系数”。

伺服放大器的规格。 指定AC。

添入变压器的规格。

添入放大器模块的规格。

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伺服电机计算选择应用实例 

伺服电机计算选择应用实例·电机每转的工作台的移动量添入电机转一转时机床的实际移动量。例如:·当滚珠丝杠的螺距为12mm,变速比为2/3时,每转的移动量为12×2/3=8mm·
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