如何根據(jù)用戶提供的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行伺服選型和初步工程計算，黃岑工程師結(jié)合案例分享伺服選型的工程計算全過程，值得大家學(xué)習(xí)和借鑒。
工況技術(shù)參數(shù)
◆ 基于V90伺服電機的選型，要求編碼器類型為多圈絕對值編碼器
◆ 機械結(jié)構(gòu)為垂直升降機構(gòu)，電機-減速機-滾珠絲杠的傳動結(jié)構(gòu)
◆ 額定負(fù)荷總質(zhì)量為2500kg
◆ 滾珠絲杠的最大行程為1500mm
◆ 要求升降機構(gòu)能在30s內(nèi)完成500mm的位移
◆ 絲杠的摩擦系數(shù)為0.005
◆ 絲杠的傳動效率為0.94
◆ 減速機的傳動效率為0.75
◆ 導(dǎo)向摩擦力忽略不計
◆ 電機、減速機、絲杠的轉(zhuǎn)動慣量忽略不計(初步選型設(shè)計)
◆ 要求系統(tǒng)有1.5倍額定負(fù)荷的工況下連續(xù)工作能力
要求計算一下數(shù)據(jù)：
①V90電機的型號；
②減速比；
③絲杠導(dǎo)程；
④工作速度與加速度。
伺服選型的初步工程計算過程
1、確定工藝速度范圍
根據(jù)已知設(shè)計要求，“要求升降機構(gòu)能在30s內(nèi)完成500mm的位移”，即l=500mm；t=30s，可得：最小工藝速度：V_Min=l/t=500÷30=16.667mm/s；最大工藝速度：V_max=2×l/t=33.333mm/s
2、確定最小加速度
a_Min=2×V_Max/t=2.222mm/s^2；a_Max當(dāng)然是可以無窮大
3、確定最小輸出功率
垂直升降機構(gòu)，m=2500kg；勻速牽引力F=mg=24500N；勻速牽引功率范圍P=F×V=0.4-0.8kW；電機功率需求范圍P_M=P/η=0.53-1.07kW；η=0.75
4、確定V90的功率段應(yīng)選＞0.75kW確定額定轉(zhuǎn)速n_N=2000RPM
5、根據(jù)最大工藝線速度V_Max，確定額定線速度V_N=1.1×V_Max
6、根據(jù)V_N=L×n_N/i/60，取L=5.0mm，則i=4.5；取L=10.0mm，則i=9.0；V_N≈37.0mm/s
7、額定載荷下：重力G=m×g=24500N；絲杠摩擦力f=k×G=122.5N；最小加速力F_a=m×a=5.56N；最小合力F=G+f+F_a=24629N
8、根據(jù)絲杠推力F×L/1000=M×i×η×2×Pi×0.94，得到電機最小需求扭矩M_Min=6.18Nm
9、根據(jù)M=9550×P/n，得到額定轉(zhuǎn)速下電機最小需求功率P_Min=1.294kW
10、伺服電機選型：額定功率P_N=1.5kW；額定轉(zhuǎn)速n_N=2000RPM；額定扭矩M_N=7.16Nm
11、絲杠額定推力F_N=M_N×i×η×2×Pi×0.94×1000/L=28544.6N
12、額定載荷下最大加速度a_Max=(F_N-G-f)/m=1568.9mm/s^2
以下昌暉儀表小編是整理自網(wǎng)絡(luò)的兩篇文章：《伺服電機的選型計算方法》和《伺服電機選型應(yīng)考慮因素》，供大家學(xué)習(xí)和參考。
《伺服電機選型計算方法》
1、轉(zhuǎn)速和編碼器分辨率的確認(rèn)。
2、電機軸上負(fù)載力矩的折算和加減速力矩的計算。
3、計算負(fù)載慣量。慣量的匹配，以多摩川伺服電機為例，部分慣量匹配可達(dá)50倍，但實際越小越好，這樣對精度和響應(yīng)速度好。
4、再生電阻的計算和選擇，對于伺服，一般2kW以上，要外配置。
5、電纜選擇。編碼器電纜雙絞屏蔽的，對于多摩川伺服等日系產(chǎn)品絕對值編碼器是6芯，增量式是4芯。
這里只考慮電機的動力問題，對于直線運動用速度v(t)，加速度a(t)和所需外力F(t)表示，對于旋轉(zhuǎn)運動用角速度 (t)，角加速度(t)和所需扭矩T(t)表示，它們均可以表示為時間的函數(shù)，與其他因素?zé)o關(guān)。很顯然。電機的最大功率P電機，最大應(yīng)大于工作負(fù)載所需的峰值功率P峰值，但僅僅如此是不夠的，物理意義上的功率包含扭矩和速度兩部分，但在實際的傳動機構(gòu)中它們是受限制的。用峰值，T峰值表示最大值或者峰值。電機的最大速度決定了減速器減速比的上限，n上限=峰值，最大/峰值，同樣，電機的最大扭矩決定了減速比的下限，n下限=T峰值/T電機，最大，如果n下限大于n上限，選擇的電機是不合適的。反之，則可以通過對每種電機的廣泛類比來確定上下限之間可行的傳動比范圍。只用峰值功率作為選擇電機的原則是不充分的，而且傳動比的準(zhǔn)確計算非常繁瑣。
上述伺服電機選型計算比較麻煩，有時也需要，還可以選擇的方法是：
一種新的伺服電機選擇原則是將電機特性與負(fù)載特性分離開，并用圖解的形式表示，這種表示方法使得伺服驅(qū)動器的可行性檢查和不同系統(tǒng)間的比較更方便，另外，還提供了傳動比的一個可能范圍。這種方法的優(yōu)點：適用于各種負(fù)載情況；將負(fù)載和電機的特性分離開；有關(guān)動力的各個參數(shù)均可用圖解的形式表示并且適用于各種電機。因此，不再需要用大量類比來檢查電機是否能夠驅(qū)動某個特定的負(fù)載。
在電機和負(fù)載之間的傳動比會改變電機提供的動力荷載參數(shù)。比如，一個大的傳動比會減小外部扭矩對電機運轉(zhuǎn)的影響，而且，為輸出同樣的運動，電機就得以較高的速度旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生較大的加速度，因此電機需要較大的慣量扭矩。選擇一個合適的傳動比就能平衡這相反的兩個方面。通常，應(yīng)用有如下兩種方法可以找到這個傳動比n，它會把電機與工作任務(wù)很好地協(xié)調(diào)起來：①從電機得到的最大速度小于電機自身的最大速度 電機，最高速度；②電機任意時刻的標(biāo)準(zhǔn)扭矩小于電機額定扭矩M額定。
《伺服電機選型應(yīng)考慮因素》
1、伺服電機選型考慮因素
①你需要的轉(zhuǎn)矩；
②你需要的轉(zhuǎn)速；
③你設(shè)備運行的電壓；
④你的預(yù)算；
⑤你能接受的交貨期；
⑥你選擇電機的品牌；
⑦你選的電機是否要帶剎車；
⑧如果有帶減速機的話，要注意電機與減速機的接口；
⑨有些還要考慮啟動停止時間；
2、在伺服電機選型的時候考慮以上因素的順序
①先確定你的設(shè)備的速度和負(fù)載；
②再算出你所需電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速(如何有減速機的也要考慮進(jìn)去)；
③根據(jù)你的預(yù)算去選擇國產(chǎn)還是進(jìn)口品牌(建議用國產(chǎn)的就可以)；
④確實了品牌也就等于確定了交貨期，進(jìn)口的一般在半個月到一個月以上，國產(chǎn)的一般在一周左右。
⑤若電機要接減速機話，那么要在第考慮電機輸出軸和法蘭是否與減速機相配；
⑥根據(jù)功能要求是否帶剎車；
⑦若有啟動停止時間的要求的話，在計算電機轉(zhuǎn)矩的時候就得把負(fù)載慣量算進(jìn)去。
大概就這么多了，再加一點個人的觀點，最好不要用日本貨，日本的東西現(xiàn)在也比以前差了,性能好的是不賣我們的，而且性價比也一般,現(xiàn)在國內(nèi)某些廠家也做得不錯。
