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1 # 機器人觀察
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2 # firepoint0
伺服電機一般用在什麼裝置上?如何選型?
我所見過的伺服電機是應用在數控機床和機械臂上,因為我們公司是以機床起家的,現在不做機床了,開始做環保了;機械臂我也是在環保領域看到的,用於垃圾二次搬運。由此也可以延伸,比如機械臂用力伺服電機,機器人肯定也會用到了,機械臂還用於汽車行業等等,其他如紡織行業等也有應用,只不過本人閱歷尚淺,還沒見過那麼多裝置。
那麼下面我們說說伺服電機為什麼用在數控機床和機械臂,用簡單的話來說就是伺服電機定位準確,精度在0.001mm,對於數控機床和機械臂來說,定位準確最重要,因為涉及到生產的質量,伺服電機可以調整任意的角度,轉速以及轉矩控制,對於這些都是機床和機械臂所要求的,現在機械臂應用越來越廣泛,可以連續工作,並且很少出錯誤,所以產品質量也是越來越好。
伺服電機選型一般從幾個方面出發:
1、電機的最高轉速,這個關係到機床的行程時間,即執行速度。
2、慣量匹配及負載慣量,跟裝置執行的穩定性及精確度有關係。
3、空載加速轉矩,涉及到電機從零速到額定速度的快慢。
4、負載轉矩,例如切削負載轉矩不得超過額定轉矩的80%。
5、連續過載時間,過載時間應控制在電機允許過載時間範圍內剩下的就是經濟、貨期、質保等方面的考慮了。
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3 # 多彩人生1250382763
伺服電機一般用在數控機床,或機械臂,(人們叫機械手,機器人)或一一些專用精密裝置上。現在數控機床發展很快,很先進,已普遍進入高解析度精密數控系統。數控機床是用電子計算機數字化訊號控制的機床,以通用工業控制微機為基礎的開放式數控系統的技術,發展到普通通用機床到多軸聯動數控系統,到我不工作徹底退休前,五軸數控加工技術是加工連續,平滑,複雜曲面的常用手段。五軸聯動數控技術是難度最大,應用範圍最廣的技術,它集計算機控制,高性阽伺服驅動和精密加工於一體,應用於復朵曲面的高,精,尖自動化加I工。國際上把這一技術視為一個國家生產裝置自動化水平的標誌。特別是對於航空,航天,國防軍事工業的作用很大,歐美西方發達國家把此作為戰略物質進行封鎖,技術壟斷,如日本東芝公司將這技術,裝置於20世紀末轉讓蘇聯速美國製裁一場大風波。當時數控機床,鏜銑床,加工中心靠進口,如德國為先進,現在我們也能製造了,並出口。比如機械臂,機器人的動作就由伺服電機控制,控制多個自由度,才會按人們要求動作。這些都是伺服電機的功勞。
因太複雜,夲人書寫能力太差,舉個簡單例子看能否說明,我盡力而為吧!我又不會配圖更請諒解,大家明白人,一點即懂。
舉個數控車床的例子,車床加工有三個座標軸,ⅹ,y,z,六個自由度,把原料夾持卡盤上後,一,把工件圖樣編輯程式,二,輸入CNC機床專門計算機,三,分別由z軸指令脈衝控制伺服電機驅動電路;x軸指令脈衝控制伺服電機驅動電路,四,伺服電機工作,將脈衝訊號轉換成角位移的驅動部件比如一個脈衝使伺服電機轉1點5度,透過齒輪驅動滾珠絲槓螺母副,帶動車床滑板移動一定量車刀進給車削工件,簡而言之,就這樣加工工件,連續不斷將伺服電機的轉動轉變為車刀的直線運動,並且位移量與指令脈衝為正比,二軸同時工作,將工件製成。這是將工件圖樣騙成數碼形式的程式單轉換指令是個複雜過程,一套編譯,運算,邏輯處理各複雜資料,才能正確指令伺服電機,而伺服電機會忠實地服從指令,使工作完成。這就是伺服電機的作用,簡單講話,但對內行很淺別笑話,但能幫一些人瞭解,我就很滿意了。多指導。
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伺服電機的使用範圍很多,想要弄清楚伺服電機會在什麼地方用?那就的從原理上來說一下電機的功能。
伺服電機,讀著比較拗口的一個詞語:伺服出處來自於英文servo。中文和英文共通的地方就在於這裡,server是“服務,陪伴”的意思,在中文中通“伺候”有有些類似。
對於剛入工業自動化,或者剛剛接觸機械的來說,伺服電機到底是什麼意思?
其實非常簡單的理解就是,這個電機是可以被精確地計算轉動多少角度的,並且可以做到實時的位置反饋。這是不是感覺像是電機被什麼東西實時的監控著?監視電機的就是編碼器。
所以伺服電機的特點就非常鮮明瞭,伺服的特點就決定了伺服電機將會用在哪些裝置上面。1、精度高。精度高就可以對位置進行控制。
2、閉環控制響應快。響應快就可以對頻率,力度的變化進行控制。
3、電機運動的全程都被控制中,那麼整個電機就可以透過數字訊號,或者脈衝訊號,實現程式設計化的控制。也就是複雜運動。
是不是看到這感覺還是看不懂?下面聊聊你就懂了。我們將上面三大特點給翻譯成工業現場中各種動作。
1、特點一:位置控制。
既然能夠做到很精準的對位工作,那麼是不是就可以做:貼標籤,做兩個產品的對位貼合,做宣傳臺。是不是就可以同時控制多個產品形成有規律的運動:例如舞臺上面的燈球。是不是就可以在印花機,橫縱縫紉上面做到很精確,是不是就可以做鋸切。
所以在我們遇到任何一個裝置上面,需要做到很精確的時候,首先就要想到可以用伺服。至於最終在設計產品的時候,是採用伺服電機,還是步進電機,就看價效比和精確度的要求程度了。
伺服電機的精度要比步進電機高非常多,17位編碼器的伺服電機,可以達到普通步進電機精度的600倍。
在主要體現伺服位置模式的裝置中就有了:
絎縫絎繡機,印花機,點膠機,貼合機,貼標機,疊片機,電子製造領域的檢測輸送臺,各類傳送線體,變位機,各類飛剪追剪的應用。
2020年最火熱的口罩機上面使用的伺服電機,是750W的伺服,透過PLC或者運動控制器控制,主要的就是在拖動口罩原材料條的運動上面,實現的張力控制(你可以簡單理解為高階版本的位置控制模式)。
對於不少剛從事這一行的朋友,如果你看一臺裝置要不要用到伺服,你就問問對方這個東西的加工精度,是否需要非常高。如果不需要很高,那就基本上步進電機或許就可以了。
2、特點二:閉環控制相關應用。其實閉環控制響應快這特點,我們首先就能夠想到各種閥門,開關的應用是不是?
那恭喜你,你確實答對了。
就拿我們現在最火熱的呼吸機來說,呼吸機在進行空氣和氧氣混合的時候,就是使用的伺服閥。
在相應速度快方面,我們最先找到的的應用領域是:各種機床,你只要看到在頻繁的改變轉速,或者頻繁的更換位置的機床基本上都使用伺服電機提供動力。
例如:5軸機床的所有軸都是伺服驅動的,這裡面有幾個主要是提供位置控制的。第二大的應用市場就是工業機器人市場。一個工業機器人使用6個伺服電機,其對伺服電機的精度控制和高響應度都非常高。
在快速相應應用的裝置例如:車銑刨磨數控型機床,伺服轉塔衝,折彎機,鐳射切割機等等。還有各類工業機器人,協作機器人,AGV小車都使用伺服電機。
3、特點三:對連續運動的精確控制。這個特點主要是前兩個特點的昇華版本。比如說:伺服壓力機,一個2000噸的伺服壓力機,可以做到20000N·m的壓力上面,他可以實時控制,這就是伺服可以控制的。
再比如說:線切割裝置,這類裝置在石材,多晶矽等市場極為常見。這就是在連續往復運動中能夠做到精確的控制的典型代表。
如果一定要通俗化的解釋伺服電機的應用場景:控制輸出力度(專業名稱叫扭矩)可大可小,同時可以做到力度變化很均勻的升高和減小。也就是說不單單最後的結果可以控制,還可以控制過程中的沒一點。
下面說一下伺服電機的選型:有不少人會在,伺服電機可以應用在哪些領域的時候,就提到伺服的恆定轉速,恆定功率。
其實伺服的恆定轉速和功率是在選型的時候才會考慮的引數。
說一下比較討巧的東西,如果你打算設計一個裝置,你已經有了關於裝置的生產頻率,還有其他電氣裝置的引數。那麼你不瞭解伺服電機,就直接找一家伺服電機的廠家。直接讓人家給你做適配的選型。這就不要你出力去計算了。
如果你確實希望自己計算,伺服電機怎麼選型,那麼你就要基本的知道需要多大的力矩。
一般情況下裝置在設計過程中,就是大致瞭解多大力矩需求的,畢竟你要加工身裝置,需要多大的力,其實是可以根據經驗推算出來的。(你算不出來,那是你就是一張白紙,慢慢就學會了)。
實際上應該是考慮扭矩(轉矩),電機功率和轉矩計算公式。
即T=9550P/n
式中:
P一功率,kW;n一電機的額定轉速,r/min;T一轉矩,Nm。
伺服電機的輸出轉矩一定要大於工作機械所需要的轉矩,一般需要一個安全係數。
機械功率公式:P=T*N/97500
P:功率單位W;T:轉矩,單位克/cm;N:轉速,單位r/min。
現實中伺服選型是怎麼選的?在實際操作中,你根據裝置的引數,諮詢一下伺服提供的廠家。廠家的銷售工程師,會根據轉速,轉矩看哪一個電機比較合適。然後拿到現場測試,測試中根據實際的使用情況,調整引數,並且看這個伺服電機用在這個是否合適。比如說用在這個地方慣量太大,那麼就要換成小慣量的伺服。比如這個地方使用中,需要帶抱閘的,帶油封的等等都是在現場使用評估中看出來的。伺服的選型基本上沒有一步到位的。