jinshuqiexuejichuangdequdongdianjibaokuojingeisifudianjihezhuzhousifudianjilianglei。jixiezhizaoshangzaixuangoudianjishidanxinqiexuelibugou，wangwangxuanzejiaodaguigedemada，zhebudanhuizengjiajichuangdezhizaochengben，erqieshizhitijizengda，jiegoubujubugoujincou。benwenyishiliyingyongchanmingleruhexuanzezuijiaguigedianjidefangfa，yikongzhizhizaochengben。
機ji床chuang的de驅qu動dong電dian機ji包bao括kuo進jin給gei伺si服fu電dian機ji和he主zhu軸zhou伺si服fu電dian機ji兩liang類lei。機ji械xie製zhi造zao商shang在zai選xuan購gou電dian機ji時shi擔dan心xin切qie削xue力li不bu夠gou，往wang往wang選xuan擇ze較jiao大da規gui格ge的de馬ma達da，這zhe不bu但dan會hui增zeng加jia機ji床chuang的de製zhi造zao成cheng本ben，而er且qie使shi之zhi體ti積ji增zeng大da，其qi結jie構gou布bu局ju不bu夠gou緊jin湊cou。因yin此ci，一yi定ding要yao通tong過guo具ju體ti的de分fen析xi計ji算suan，選xuan擇ze最zui佳jia規gui格ge的de電dian機ji。
一、進給驅動伺服電機的選擇
1.原yuan則ze上shang應ying該gai根gen據ju負fu載zai條tiao件jian來lai選xuan擇ze伺si服fu電dian機ji。在zai電dian機ji軸zhou上shang所suo有you的de負fu載zai有you兩liang種zhong，即ji阻zu尼ni轉zhuan矩ju和he慣guan量liang負fu載zai。這zhe兩liang種zhong負fu載zai都dou要yao正zheng確que地di計ji算suan，其qi值zhi應ying滿man足zu下xia列lie條tiao件jian:
1)當(dang)機(ji)床(chuang)作(zuo)空(kong)載(zai)運(yun)行(xing)時(shi)，在(zai)整(zheng)個(ge)速(su)度(du)範(fan)圍(wei)內(nei)，加(jia)在(zai)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)軸(zhou)上(shang)的(de)負(fu)載(zai)轉(zhuan)矩(ju)應(ying)在(zai)電(dian)機(ji)連(lian)續(xu)額(e)定(ding)轉(zhuan)矩(ju)範(fan)圍(wei)內(nei)，即(ji)應(ying)在(zai)轉(zhuan)矩(ju)速(su)度(du)特(te)性(xing)曲(qu)線(xian)的(de)連(lian)續(xu)工(gong)作(zuo)區(qu)。
2)最大負載轉矩，加載周期以及過載時間都在提供的特性曲線的準許範圍以內。
3)電機在加速/減速過程中的轉矩應在加減速區(或間斷工作區)之內。
4)對要求頻繁起，製動以及周期性變化的負載，必須檢查它的在一個周期中的轉矩均方根值。並應小於電機的連續額定轉矩。
5) 加(jia)在(zai)電(dian)機(ji)軸(zhou)上(shang)的(de)負(fu)載(zai)慣(guan)量(liang)大(da)小(xiao)對(dui)電(dian)機(ji)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)和(he)整(zheng)個(ge)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)的(de)精(jing)度(du)將(jiang)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang)。通(tong)常(chang)，當(dang)負(fu)載(zai)小(xiao)於(yu)電(dian)機(ji)轉(zhuan)子(zi)慣(guan)量(liang)時(shi)，上(shang)述(shu)影(ying)響(xiang)不(bu)大(da)。但(dan)當(dang)負(fu)載(zai)慣(guan)量(liang)達(da)到(dao)甚(shen)至(zhi)超(chao)過(guo)轉(zhuan)子(zi)慣(guan)量(liang)的(de)5beishi，huishilingminduhexiangyingshijianshoudaohendadeyingxiang。shenzhihuishisifufangdaqibunengzaizhengchangtiaojiefanweineigongzuo。suoyiduizheleiguanliangyingbimianshiyong。tuijianduisifudianjiguanliangJm 和負載慣量Jl之間的關係如下:
1<=Jl/Jm<5
2.負(fu)載(zai)轉(zhuan)矩(ju)的(de)計(ji)算(suan)方(fang)法(fa)加(jia)到(dao)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)軸(zhou)上(shang)的(de)負(fu)載(zai)轉(zhuan)矩(ju)計(ji)算(suan)公(gong)式(shi)，因(yin)機(ji)械(xie)而(er)異(yi)。但(dan)不(bu)論(lun)何(he)種(zhong)機(ji)械(xie)，都(dou)應(ying)計(ji)算(suan)出(chu)折(zhe)算(suan)到(dao)電(dian)機(ji)軸(zhou)上(shang)的(de)負(fu)載(zai)轉(zhuan)矩(ju)。通(tong)常(chang)，折(zhe)算(suan)到(dao)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)軸(zhou)上(shang)的(de)負(fu)載(zai)轉(zhuan)矩(ju)可(ke)由(you)下(xia)列(lie)公(gong)式(shi)計(ji)算(suan):
Tl=(F*L/2πμ)+T0
式中:Tl折算到電機軸上的負載轉矩(N.M)
F軸向移動工作台時所需要的力
L電機軸每轉的機械位移量(M)
To滾珠絲杠螺母，軸承部分摩擦轉矩折算到伺服電機軸上的值(N.M)
μ驅動係統的效率
F取決於工作台的重量，摩擦係數，水平或垂直方向的切削力，是否使用了平衡塊(用在垂直軸)。如果是水平方向，F軸的值由上圖例給出。
無切削時: F=μ*(W+fg)
切削時: F="Fc"+μ*(W+fg+Fcf)
W:滑塊的重量(工作台與工件)Kg
μ:摩擦係數
Fc:切削力的反作用力
fg:用鑲條固緊力
Fcf:由於切削力靠在滑塊表麵作用在工作台上的力(kg)即工作台壓向導軌的正向壓力。
計算轉矩時下列幾點應特別注意。
(a)由you於yu鑲xiang條tiao產chan生sheng的de摩mo擦ca轉zhuan矩ju必bi須xu充chong分fen地di考kao慮lv。通tong常chang，僅jin僅jin從cong滑hua塊kuai的de重zhong量liang和he摩mo擦ca係xi數shu來lai計ji算suan的de轉zhuan矩ju很hen小xiao的de。請qing特te別bie注zhu意yi由you於yu鑲xiang條tiao加jia緊jin以yi及ji滑hua塊kuai表biao麵mian的de精jing度du誤wu差cha所suo產chan生sheng的de力li矩ju。
(b)youyuzhoucheng，luomudeyujiazai，yijisigangdeyujinligunzhujiechumiandemocadengsuochanshengdezhuanjujunbunenghulve。youqishixiaoxingqingzhongliangdeshebei。zheyangdezhuanjuhuiyingyingxiangzhenggezhuanju。suoyiyaotebiezhuyi。
(c)切qie削xue力li的de反fan作zuo用yong力li會hui使shi工gong作zuo台tai的de摩mo擦ca增zeng加jia，以yi此ci承cheng受shou切qie削xue反fan作zuo用yong力li的de點dian與yu承cheng受shou驅qu動dong力li的de點dian通tong常chang是shi分fen離li的de。如ru圖tu所suo示shi，在zai承cheng受shou大da的de切qie削xue反fan作zuo用yong力li的de瞬shun間jian，滑hua塊kuai表biao麵mian的de負fu載zai也ye增zeng加jia。當dang計ji算suan切qie削xue期qi間jian的de轉zhuan矩ju時shi，由you於yu這zhe一yi載zai荷he而er引yin起qi的de摩mo擦ca轉zhuan矩ju的de增zeng加jia應ying給gei予yu考kao慮lv。
(d)摩擦轉矩受進給速率的影響很大，必須研究測量因速度工作台支撐物(滑塊，滾珠，壓力)，滑塊表麵材料及潤滑條件的改變而引起的摩擦的變化。已得出正確的數值。
(e)通tong常chang，即ji使shi在zai同tong一yi台tai的de機ji械xie上shang，隨sui調tiao整zheng條tiao件jian，周zhou圍wei溫wen度du，或huo潤run滑hua條tiao件jian等deng因yin素su而er變bian化hua。當dang計ji算suan負fu載zai轉zhuan矩ju時shi，請qing盡jin量liang借jie助zhu測ce量liang同tong種zhong機ji械xie上shang而er積ji累lei的de參can數shu，來lai得de到dao正zheng確que的de數shu據ju。
3.負(fu)載(zai)慣(guan)量(liang)的(de)計(ji)算(suan)。由(you)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)的(de)所(suo)有(you)運(yun)動(dong)部(bu)件(jian)，無(wu)論(lun)旋(xuan)轉(zhuan)運(yun)動(dong)的(de)部(bu)件(jian)，還(hai)是(shi)直(zhi)線(xian)運(yun)動(dong)的(de)部(bu)件(jian)，都(dou)成(cheng)為(wei)電(dian)機(ji)的(de)負(fu)載(zai)慣(guan)量(liang)。電(dian)機(ji)軸(zhou)上(shang)的(de)負(fu)載(zai)總(zong)慣(guan)量(liang)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)各(ge)個(ge)被(bei)驅(qu)動(dong)的(de)部(bu)件(jian)的(de)慣(guan)量(liang)，並(bing)按(an)一(yi)定(ding)的(de)規(gui)律(lv)將(jiang)其(qi)相(xiang)加(jia)得(de)到(dao)。
1)圓柱體慣量 如滾珠絲杠，齒輪等圍繞其中心軸旋轉時的慣量可按下麵公式計算:
J=(πγ/32)*D4L(kg cm2)
如機構為鋼材，則可按下麵公式計算:
J=(0.78*10-6)*D4L(kg cm2)
式中: γ材料的密度(kg/cm2)
D圓柱體的直經(cm)
L圓柱體的長度(cm)
2)軸向移動物體的慣量工件，工作台等軸向移動物體的慣量，可由下麵公式得出:
J=W*(L/2π)2 (kg cm2)
式中: W直線移動物體的重量(kg)
L電機每轉在直線方向移動的距離(cm)
3)圓柱體圍繞中心運動時的慣量如圖所示:
屬於這種情況的例子:如大直經的齒輪，為了減少慣量，往往在圓盤上挖出分布均勻的孔這時的慣量可以這樣計算:
J=Jo+W*R2(kg cm2)
式中:Jo為圓柱體圍繞其中心線旋轉時的慣量(kgcm2)
W圓柱體的重量(kg)
R旋轉半徑(cm)
4)相對電機軸機械變速的慣量計算將上圖所示的負載慣量Jo折算到電機軸上的計算方法如下:
J=(N1/N2)2Jo
式中:N1 N2為齒輪的齒數
4.電機加速或減速時的轉矩
1)按線性加減速時加速轉矩計算如下:
Ta=(2πVm/60*104) *1/ta(Jm+JL)(1-e-ks。ta)
Vr=Vm{1-1/ta.ks(1-e-ksta)
Ta加速轉矩(N.M)
Vm快速移動時的電機轉速(r/min)
Ta加速時間(sec)
Jm電機慣量(N.m.s2)
JL負載慣量(N.m.s2)
Vr加速轉矩開始減少的點
Ks伺服係統位置環增益(sec-1)
電機按指數曲線加速時的加速轉矩曲線如下圖:
此時，速度為零的轉矩To可由下麵公式給出:
To==(2πVm/60*104) *1/te(Jm+JL)
Te指數曲線加減速時間常數
2)當輸入階段性速度指令時，它的速度曲線與轉矩曲線如圖4所示。
這時的加速轉矩Ta相當於To，可由下麵公式求得(ts=ks)，
Ta==(2πVm/60*104)*1/ts(Jm+JL)。
5.工(gong)作(zuo)機(ji)械(xie)頻(pin)繁(fan)啟(qi)動(dong)，製(zhi)動(dong)時(shi)所(suo)需(xu)轉(zhuan)矩(ju)，當(dang)工(gong)作(zuo)機(ji)械(xie)作(zuo)頻(pin)繁(fan)啟(qi)動(dong)，製(zhi)動(dong)時(shi)，必(bi)須(xu)檢(jian)查(zha)電(dian)機(ji)是(shi)否(fou)過(guo)熱(re)，為(wei)此(ci)需(xu)計(ji)算(suan)在(zai)一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi)內(nei)電(dian)機(ji)轉(zhuan)矩(ju)的(de)均(jun)方(fang)根(gen)值(zhi)，並(bing)且(qie)應(ying)使(shi)此(ci)均(jun)方(fang)根(gen)值(zhi)小(xiao)於(yu)電(dian)機(ji)的(de)連(lian)續(xu)轉(zhuan)矩(ju)。電(dian)機(ji)的(de)均(jun)方(fang)根(gen)值(zhi):
Trms=√[(Ta+Tf)2t1+Tf2t2+(Ta-Tf)2t1+To2t3]/T周
式中: Ta加速轉矩(N.M)
Tf摩擦轉矩(N.M)
To在停止期間的轉矩(N。M)
t1t2t3t周 所知的時間可參見圖5所示。
6.負載周期性變化的轉矩計算(如圖6所示)，也需要計算出一個周期中的轉矩均方根值Trms。且該值小於額定轉矩。這樣電機才不會過熱，正常工作。
二、負載慣量的限製
負載慣量與電機的響應和快速移動ACC/DEC時shi間jian息xi息xi相xiang關guan。帶dai大da慣guan量liang負fu載zai時shi，當dang速su度du指zhi令ling變bian化hua時shi，電dian機ji需xu較jiao長chang的de時shi間jian才cai能neng到dao達da這zhe一yi速su度du，當dang二er軸zhou同tong步bu插cha補bu進jin行xing圓yuan弧hu高gao速su切qie削xue時shi大da慣guan量liang的de負fu載zai產chan生sheng的de誤wu差cha會hui比bi小xiao慣guan量liang的de大da一yi些xie。
通常，當負載慣量小於電機慣量時上述提及的問題一般不會發生。如果高於5倍馬達轉子慣量，一般伺服會出現不良反應，像高速激光切割機床，在設計時就要考慮負載慣量低於電機轉子慣量。廣州博瑋伺服科技BWS伺服驅動器與伺服馬達在此方麵有它特有的優勢，負載慣量比高，應用在此行業廣州博瑋伺服科技BWS伺服的優勢更為顯著。
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