伺服电机、步进电机、丝杠、导轨的计算选择.doc

1、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

2、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(kgm)9.8牛顿米(Nm)。脉冲当量（即运动精度） N：滚珠丝杠副的极限转速（rp

3、m）*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

4、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

5、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

6、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。尺 寸 链 的 基 本 术 语1.尺寸链在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组，称为尺寸链。间隙A0 与其它尺寸连接成的封闭尺寸组，形成尺寸链。 2.环列入尺寸链中的每一个尺寸称为环,A0、A1、A2、A3都是环。长度环用大写斜体拉丁字

7、母A，B，C表示；角度环用小写斜体希腊字母 ， 等表示。 3.封闭环尺寸链中在装配过程或加工过程后自然形成的一环称为封闭环。封闭环的下角标“0”表示。4.组成环尺寸链中对封闭环有影响的全部环，称为组成环。组成环的下角标用阿拉伯数字表示。 5.增环尺寸链中某一类组成环，当其他组成环的大小不变，若封闭环随着某组成环的增大而增大，则该组成环为增环。6.减环尺寸链中某一类组成环，当其他组成环的大小不变，若封闭环随着某组成环的减小而减小，则该组成环为减环。7.补偿环尺寸链中预先选定某一组成环，可以通过改变其大小或位置，使封闭环达到规定的要求，该组成环为补偿环。封闭环：基本尺寸：A0=Ap1+Ap2 -A

8、q3 上偏差：ES0=ESp1+ESp2-EIq3 下偏差：EI0=EIp1+EIp2-ESq3A0:封闭环 Ap1、Ap2：增环 Aq3：减环 封闭环基本尺寸所有增环基本尺寸所有减环基本尺寸； 封闭环的上偏差所有增环的上偏差所有减环的下偏差； 封闭环的下偏差所有增环的下偏差所有减环的上偏差。1退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺（随炉冷却）。常见的退火工艺有：再结晶退火、去应力退火、球化退火、完全退火等。退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组 织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。 2正火：

9、指将钢材或钢件加热到或 （钢的上临界点温度）以上，3050保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高低碳钢的 力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。 3淬火：指将钢件加热到 Ac3 或 Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一 定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬 火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目 的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组 织准备等。 4回火：指钢件经淬硬后，再加热到 Ac

10、1 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。 回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。 5调质：指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。 6渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。 也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。 “四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。7.渗氮：正 火 ： 850 淬 火 ： 840 回 火 ： 600