我们是学生,想做一个小项目,涉及到希望买个电机带动30cm长的丝杆转动 我想做一个丝杆传动装置,大概样子是电机连接一个蜗杆,蜗杆侧面...

作者&投稿:鄘骆 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
伺服电机的选择
伺服电机:伺服主要靠脉冲来定位,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;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)。
闭环半闭环:格兰达的设备用伺服电机都是半闭环,只是编码器发出多少个脉冲,无法进行反馈值和目标值的比较;如是闭环则使用光栅尺进行反馈。 开环步进电机:则没有记忆发出多少个脉冲。
伺服:速度控制、位置控制、力矩控制
增量式伺服电机:是没有记忆功能,下次开始是从零开始;
绝对值伺服电机:具有记忆功能,下次开始是从上次停止位置开始。
伺服电机额定速度3000rpm,最大速度5000 rpm; 加速度一般设0.05 ~~ 0.5s
计算内容:
1.负载(有效)转矩T<伺服电机T的额定转矩
2.负载惯量J/伺服电机惯量J< 10 (5倍以下为好)
3.加、减速期间伺服电机要求的转矩 < 伺服电机的最大转矩
4.最大转速<电机额定转速
伺服电机:编码器分辨率2500puls/圈;则控制器发出2500个脉冲,电机转一圈。
1.确定机构部。 另确定各种机构零件(丝杠的长度、导程和带轮直径等)细节。
典型机构:滚珠丝杠机构、皮带传动机构、齿轮齿条机构等
2.确定运转模式。 (加减速时间、匀速时间、停止时间、循环时间、移动距离)
运转模式对电机的容量选择影响很大,加减速时间、停止时间尽量取大,就可以选择小容量电机
3.计算负载惯量J和惯量比(x kg.)。 根据结构形式计算惯量比。 负载惯量J/伺服电机惯量J< 10 单位(xkg.)
计算负载惯量后预选电机,计算惯量比
4.计算转速N【r/min】。 根据移动距离、加速时间ta、减速时间td、匀速时间tb计算电机转速。
计算最高速度Vmax x tax Vmax + tb x Vmax + x tdx Vmax = 移动距离 则得Vmax=0.334m/s(假设)
则最高转速:要转换成N【r/min】,
1)丝杆转1圈的导程为Ph=0.02m(假设) 最高转速Vmax=0.334m/s(假设
N = Vmax/Ph = 0.334/0.02=16.7(r/s)
= 16.7 x 60 = 1002(r/min)< 3000(电机额定转速)
2)带轮转1全周长=0.157m(假设) 最高转速Vmax=1.111(m/s)
N = Vmax/Ph = 1.111/0.157 = 7.08(r/s)
= 7.08 x 60 = 428.8 (r/min)< 3000(电机额定转速)
5.计算转矩T【N . m】。 根据负载惯量、加减速时间、匀速时间计算电机转矩。
计算移动转矩、加速转矩、减速转矩
确认最大转矩:加减速时转矩最大 < 电机最大转矩
确认有效转矩:有效(负载)转矩 < 电机额定转矩
6.选择电机。 选择能满足3~5项条件的电机。
1.转矩[N.m]:1)峰值转矩:运转过程中(主要是加减速)电机所需要的最大转矩;为电机最大转矩的80%以下。
2)移动转矩、停止时的保持转矩:电机长时间运行所需转矩;为电机额定转矩的80%以下。
3)有效转矩:运转、停止全过程所需转矩的平方平均值的单位时间数值;为电机额定转矩的80%以下。

Ta:加速转矩 ta:加速时间 Tf:移动转矩 tb:匀速时间 Td:减速转矩 td:减速时间 tc:循环时间
2.转速:最高转速 运转时电机的最高转速:大致为额定转速以下;(最高转速时需要注意转矩和温度的上升)
3.惯量:保持某种状态所需要的力

步进电机
步进电机:是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时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。
1.步进电机的最大速度600~~~1200rpm 加速度一般设0.1s~~~1s
1.确定驱动机械结构 2.确定运动曲线 3.计算负荷转矩 4.计算负荷惯量 5.计算启动转矩 6.计算必须转矩 7.电机选型 8.选型电机验算 9.选型完成
选定电机:
1.负载惯量J/伺服电机惯量J< 10 (5倍以下为好)
2.在起动脉冲速度f1时,起动转矩>负载转矩T
3.在最大脉冲速度f0时,离开转矩(是不是必须转矩)>负载转矩T
步进选型计算见(KINCO 步进选型中12页的例题)
伺服选型计算见(松下伺服选型计算伺服电机选型方法)
1千克·米(kg·m)=9.8牛顿·米(N·m)。
脉冲当量(即运动精度)&= <0.05
(0.05为重复定位精度) 200为两相步进电机的脉冲数 m为细分数 200=360/1.8 i减速比1/x
C电机转一圈的周长
无减速比电机转一圈丝杠走一个导程
电机转速(r/s) V= P为脉冲频率
例: 已知齿轮减速器的传动比为1/16,步进电机步距角为1.5°,细分数为4细分,滚珠丝杠的基本导程为4mm。问:脉冲当量是多少?
脉冲当量是每一个脉冲滚珠丝杠移动的距离
滚珠丝杠导程为4mm,滚珠丝杠每转360°滚珠丝杠移动一个导程也就是4mm
那么每一度移动(4/360)mm
电机4细分,步距角为1.5°,则每一个脉冲,步进电动机转1.5/4
那么一个脉冲,通过减速比,则丝杠转动(1.5/4)*(1/16)度
那么每个脉冲滚珠丝杠移动距离(及脉冲当量)&:
&=(1.5/4)*(1/16)*(4/360)=0.0003mm或者&= <0.05
例: 必要脉冲数和驱动脉冲数速度计算的示例
下面给出的是一个3相步进电机必要脉冲数和驱动脉冲速度的计算示例。这是一个实际应用例子,可以更好的理解电机选型的计算方法。
1.1 驱动滚轴丝杆
如下图,2相步进电机(1.8°/步)驱动物体运动1秒钟,则必要脉冲数和驱动脉冲速度的计算方法如下:

必要脉冲数=

100

10

×

360°

1.8°

×细分数m= [脉冲]

例: 精度要求0.01mm的雕刻机,导程5mm,步进电机驱动器一般用多少细分好呢?
如果确认是“精度”而不是“分辨率”的话,要考虑误差问题。
一,1)、你选择丝杠本身精度要高于0.01mm,
2)、其次电机细分只表示了分辨率,并不等同于电机精度。
假设你丝杠精度0.005mm,那么剩给电机的允许误差也就只有0.005mm了(暂不考虑其他误差因素)
0.005//5*360=0.36,表示你的电机精度要高于0.36度,所以你要选择绝对精度高于0.36度的电机。
二,至于细分,就简单了。
0.01/5*360=0.72;表示步进角0.72度时可达到0.01mm的分辨率
360/0.72=500;表示0.01mm分辨率时,电机一圈500步即可。
在实际使用时,你要尽可能选择细分高些,一方面提高运动平稳性,一方面也提供更高的步进分辨率。

滚珠丝杠的选型
一.已知条件:UPH、工作台质量m1、行程长度ls、最高速度Vmax、加减速时间t1和t3、
定位精度+-0.3mm/1000mm、往复运动周期、游隙0.15mm
二.选择项目:丝杠直径、导程、螺母型号、精度、轴向间隙、丝杠支撑方式、马达
三.计 算:
1.精度和类型。(游隙、轴向间隙)0.15mm,选择游隙在0.15以下的丝杠,查表选择直径32mm以下的丝杠。32mm游隙为0.14mm。
为了满足+-0.3mm/1000mm则,+-0.3mm/1000=x/300 则x=+-0.09mm.必须选择± 0.090mm / 300mm 以上的导程精度。参照丝杠精度等级,选择C7级丝杠。
丝杠类型:根据机构确定丝杠类型是:轧制或研磨、定位或传动
2.导程。(以直线速度和旋转速度确定滚珠丝杠导程) 导程和马达的最高转速 Ph>=60*1000*v/(N/A) 1.Ph: 丝杆导程mm 2.V:预定的最高进给速度m/s 3.N:马达使用转速rpm 4.A:减速比
3.直径。(负载确定直径)动载荷、静载荷;计算推力,一般只看动载荷
轴向负荷的计算:u摩擦系数;a=Vmax/t 加速度;t加减速时间;
水平时:加速时承受最大轴向载荷,减速时承受最小载荷;垂直时:上升时承受最大轴向载荷,下降时承受最小载荷;
1.加速时(上升)N:Fmax=u*m*g+f-m*a 2.减速时(下降)N:Fmin=u*m*g+f-m*a 3.匀速时 N:F匀 =u*m*g+fu 因螺杆轴直径越细,螺杆轴的容许轴向负荷越小
4.长度。(总长=工作行程+螺母长度+安全余量+安装长度+连接长度+余量)。如果增加了防护,比如护套,需要把护套的伸缩比值(一般是1:8,即护套的最大伸长量除以8)考虑进去。
5.支撑方式。固定-固定 固定-支撑 支撑-支撑 固定-自由
6.螺母的选择:
7.许用转速计算: 螺杆轴直径20mm 、导程Ph=20mm 最高速度Vmax =1m/s
则:最高转速 Nmax=Vmax * 60 * /Ph 许用转速(临界转速) N1=r * (d1/)*
r安装方式决定的系数;d1=丝杠轴沟槽谷径;l=安装间距 所以有:最高转速 < 许用转速
8.刚度的选择 9.选择马达
*验证:刚度验证、精度等级的验证、寿命选择、驱动转矩的选择
*滚珠丝杠副预紧:1.方式:双螺母垫片预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母增大滚珠直径预紧;
2.目的:消除滚珠丝杠副的轴向间隙、增大滚珠丝杠副的刚性、
*DN值: D:滚珠丝杠副的公称直径,也为滚珠中心处的直径(mm); N:滚珠丝杠副的极限转速(rpm)
*导程精度、定位精度、重复定位精度
导程精度:1.有效行程Lu内的平均行程偏差e(um),ep=2*(Lu/300)* V300<=C ;
2.任意300mm行程内行程变动量V300(um),V300<=
定位精度:1). 导程精度 2).轴向间隙 3)传动系统的轴向刚性 4)热变形 5)丝杠的运动姿势
重复定位精度:预紧到负间隙的丝杠,重复定位精度趋于零;

直线导轨的选择
1. 直线导轨的运动精度:
1)运动精度:a:滑块顶面中心对导轨基准底面的平行度;b:与导轨基准侧面同侧的滑块侧面对导轨基准侧面的平行度。
2)综合精度:a:滑块上顶面与导轨基准底面高度H的极限偏差;b:同一平面上多个滑块顶面高度H的变动量;c:与导轨基准侧面同侧的滑块侧面对导轨基准侧面间距离W1的极限偏差;d: :同一导轨上多个滑块侧面对导轨基准侧面W1的变动量。
3)导轨上有超过两个以上的导轨,只检验首尾两个滑块,中间的不做W1检验,但中间的W1应小于首尾的W1。
2. 选择:
1---确定轨宽。
轨宽指滑轨的宽度。轨宽是决定其负载大小的关键因素之一
2---确定轨长。
这个长度是轨的总长,不是行程。全长=有效行程+滑块间距(2个以上滑块)+滑块长度×滑块数量+两端的安全行程,如果增加了防护罩,需要加上两端防护罩的压缩长度。
3---确定滑块类型和数量。
常用的滑块是两种:法兰型,方形。前者高度低一点,但是宽一点,安装孔是贯穿螺纹孔,后者高一点,窄一点,安装孔是螺纹盲孔。两者均有短型、标准型和加长型之分(有的品牌也称为中负荷、重负荷和超重负荷),主要的区别是滑块本体(金属部分)长度不同,当然安装孔的孔间距也可能不同,多数短型滑块只有2个安装孔。滑块的数量应由用户通过计算确定,在此只推荐一条:少到可以承载,多到可以安装。滑块类型和数量与滑轨宽度构成负载大小的三要素。
4---确定精度等级。
任何厂家的产品都会标注精度等级,有些厂家的标注比较科学,一般采用该等级名称的第一个字母,如普通级标N,精密级标P。
5---确定其他参数
除上述4个主要参数外,还有一些参数需要确定,例如组合高度类型、预压等级等。预压等级高的表示滑块和滑轨之间的间隙小或为负间隙,预压等级低的反之。感官区别就是等级高的滑块滑动阻力大,等级低的阻力小。表示方法得看厂家选型样本,等级数有3级的,也有5级的。等级的选择要看用户的实际使用场合,大致的原则是滑轨规格大、负载大、有冲击、精度高的场合可以选预压等级高一点的,反之选低一点。提示:1--预压等级与质量无关,2—预压等级与滑轨使用精度成正比,与使用寿命成反比。

本人想做一个用线性步进电机推动物件物体往复运动的装置,如何选配?~

0.1MM?呵,步进电机在1MM情况下都会有少许误差,您要0.1MM.............

可以的,就相当于想电机后面加一个蜗轮蜗杆减速机,电机轴和丝杆成90度。

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答:每一年的七八月份都会有一批大学生离开校园走向社会,去寻找自己心目中的工作。但是有一部分大学生因为只是找不到工作而逐渐的焦灼,同时有一部分人想要自己去创业。但是由于他们刚刚离开学生这个身份身上,并没有什么启动资金,就会让他们的创业出现一些困难。那么今天我们要说的就是如果想要投资一个低成本...

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