Somos estudiantes y queremos hacer un pequeño proyecto que implica comprar un motor para girar un tornillo de 30 cm de largo.

Servomotor: el servo se basa principalmente en pulsos para el posicionamiento. Después de que el servomotor recibe un pulso, girará en un ángulo correspondiente a un pulso para lograr el desplazamiento y puede convertir la señal de voltaje; en par y velocidad de rotación para impulsar el objeto de control.

El rotor dentro del servomotor es un imán permanente. La fuente de alimentación trifásica U/V/W controlada por el controlador forma un campo electromagnético y el rotor gira bajo la acción de este campo magnético, al mismo tiempo, el propio codificador del motor devuelve señales al controlador y al controlador; El conductor ajusta el rotor basándose en la comparación entre el valor de retroalimentación y el valor objetivo. La precisión del servomotor está determinada por la precisión (número de líneas) del codificador.

Lazo cerrado y bucle semicerrado: El servomotor del equipo Galastar es de bucle semicerrado. Sólo el número de pulsos enviados por el codificador no se puede comparar entre el valor de realimentación y el valor objetivo; es un circuito cerrado, se utilizará una escala para la retroalimentación. Motor paso a paso de circuito abierto: es imposible recordar cuántos pulsos se enviaron.

Servo: control de velocidad, control de posición, control de par

Servomotor incremental: sin función de memoria, comience desde cero la próxima vez;

Servomotor de tipo absoluto: Tiene una función de memoria y el siguiente inicio comenzará desde la última posición detenida.

La velocidad nominal del servomotor es de 3000 rpm y la velocidad máxima es de 5000 rpm. La aceleración generalmente se establece en 0,05 ~ ~ 0,5 s

Cálculo:

1. Carga (efectiva) Torque T lt; torque nominal del servomotor T

2. Inercia de carga J / inercia del servo motor J lt 10 (dentro de 5 veces es bueno)

2. Inercia de carga J / Inercia del servomotor J lt; 10 (dentro de 5 veces es bueno)

2. El par requerido por el servomotor durante la aceleración y desaceleración lt; servomotor

4. Velocidad máxima lt; velocidad nominal del motor

Servomotor: la resolución del codificador es de 2500 pulsos/revolución en este momento, el controlador envía 2500 pulsos; El motor gira una vez.

1. Determinar los componentes del mecanismo. También determine los detalles de cada componente del mecanismo (longitud del tornillo, diámetro del cable y de la polea, etc.).

Mecanismos típicos: mecanismo de husillo de bolas, mecanismo de transmisión por correa, mecanismo de piñón y cremallera, etc.

2. Determinar el modo de funcionamiento. (Tiempo de aceleración y desaceleración, tiempo de velocidad constante, tiempo de parada, tiempo de ciclo, distancia recorrida)

El modo de funcionamiento tiene una gran influencia en la selección de la capacidad del motor. El tiempo de aceleración y desaceleración y el tiempo de parada deben ser. lo más grande posible, y se pueden seleccionar otros de menor capacidad

3. Calcular la inercia de carga J y la relación de inercia (x kg.). Calcule la relación de inercia según la forma estructural. Inercia de carga J/inercia del servomotor Jlt; 10 unidades (x kg.)

Calcule la inercia de carga después de preseleccionar el motor y calcule la relación de inercia

4. Calcule la velocidad de rotación nº/min. Calcule la velocidad del motor en función de la distancia de movimiento, el tiempo de aceleración ta, el tiempo de desaceleración td y el tiempo de velocidad constante tb.

Calcule la velocidad máxima Vmax x tax Vmax tb x Vmax x tdx Vmax = distancia de movimiento, luego obtenemos Vmax = 0.334m/s (asumido)

Entonces la velocidad máxima: convertida a Nr/min ,

1) El avance de una revolución del tornillo es Ph = 0,02 m (supuesto) Velocidad máxima Vmax = 0,334 m/s (supuesto)

N = Vmax/Ph = 0,334/0,02 = 16,7 (r/s)

= 16,7 x 60 = 1002 (r/min) lt; 3000 (velocidad nominal del motor)

2) Uno revolución de la polea = 0,157m (supuesta) Velocidad máxima Vmax = 1,111 (m/s)

N = Vmax/Ph = 1,111/0,157 = 7,08 (r/s)

= 7,08 x 60 = 428,8 (r/min)lt; 3000 (velocidad nominal del motor)

5. Calcule el par del motor TN en función de la inercia de la carga, el tiempo de aceleración y desaceleración y el tiempo de velocidad uniforme.

Calcule el par de movimiento, el par de aceleración y el par de desaceleración

Confirme el par máximo: el par máximo lt durante la aceleración y la desaceleración; el par máximo del motor

> Confirme el par efectivo: par efectivo (carga) lt; par nominal del motor

6. Seleccione el motor. Elija un motor que cumpla entre 3 y 5 condiciones.

1. Par [N.m]: 1) Par máximo: el par máximo requerido cuando el motor está en marcha (principalmente aceleración y desaceleración que no excede el 80% del par máximo del motor).

2) Par de movimiento y par de retención cuando está parado: el par requerido para el funcionamiento a largo plazo del motor no supera el 80% del par nominal del motor.

3) Par efectivo: el valor unitario de tiempo del promedio cuadrado del par requerido durante todo el proceso de funcionamiento y parada inferior al 80% del par nominal del motor.

Ta: par de aceleración ta: tiempo de aceleración Tf: par en movimiento tb: tiempo de velocidad constante Td: par de desaceleración td: tiempo de desaceleración tc: tiempo de ciclo

2. Velocidad: máxima La máxima velocidad cuando el motor está en marcha: aproximadamente inferior a la velocidad nominal (la velocidad máxima debe prestar atención al aumento del par y la temperatura)

3. Inercia: la fuerza requerida cuando el motor está en marcha. Inercia: la fuerza necesaria para mantener un determinado estado

Motor paso a paso

Motor paso a paso: un motor paso a paso es un componente de motor paso a paso con elemento de control de bucle abierto que convierte señales de pulso eléctrico en desplazamiento angular o desplazamiento lineal. El desplazamiento angular se puede controlar controlando el número de pulsos para lograr un posicionamiento preciso; al mismo tiempo, la velocidad y aceleración de la rotación del motor se pueden controlar controlando la frecuencia del pulso para lograr la regulación de la velocidad.

1. La velocidad máxima del motor paso a paso es 600 ~~ 1200 rpm y la aceleración generalmente se establece en 0,1 s ~~ 1 s

1. Determine la estructura mecánica de conducción 2. Determine la curva de movimiento 3. Calcular el par de carga 4. Calcular la inercia de carga 5. Calcular el par de arranque 6. Calcular el par que se debe alcanzar 7. Seleccionar el motor 8. Seleccionar la verificación del motor 9. Seleccionar completado

Seleccione el motor:

1. Inercia de carga J/inercia del servomotor Jlt; 10 (menos de 5 veces es bueno)

2. par de arranque gt; par de carga T

3. A la velocidad máxima de pulso f0, el par de salida (no es un par necesario) gt; (ejemplo en la página 12 de selección de pasos de KINCO)

Para el cálculo de la selección del servo, consulte (método de selección del servomotor para el cálculo de la selección del servo Panasonic)

1 kilogramo-metro (kg-m) = 9,8 Newton-metro (N-m).

Equivalente de pulso (es decir, precisión de movimiento) amp; = lt; 0,05

(0,05 es la precisión de posicionamiento repetido) 200 es el número de pulsos del motor paso a paso de dos fases m es el número de puntos de subdivisión 200 = 360 / 1. 8 i La relación de reducción es 1/x

C El número de vueltas por una revolución del motor

El tornillo sin reducción La relación gira una vez para un riel guía

Velocidad del motor (r/s) V= P es la frecuencia de pulso

Ejemplo: se sabe que la relación de transmisión del reductor de engranajes es 1 /16 y el ángulo de paso del motor paso a paso es de 1,5 °, la fracción de interpolación es 4 y el paso básico del husillo de bolas es de 4 mm.

El equivalente de pulso es la distancia recorrida por cada pulso del husillo de bolas.

El avance del husillo de bolas es de 4 mm. Cada vez que el husillo de bolas gira 360°, se mueve un avance. , es decir, 4 mm

Entonces, cada vez que el motor se mueve un grado (4/360) mm

El motor se divide en 4 subdivisiones y el ángulo de paso es de 1,5°. por cada pulso, el motor paso a paso gira 1,5/4

Luego, un pulso, a través de la relación de reducción, luego el tornillo gira (1,5/4)*(1/16) grados

Luego, en cada pulso, el husillo de bolas se mueve a una distancia (y equivalente de pulso) amp;:

amp;=(1.5/4)*(1/16)*(4/360)=0.0003 mm o amp;= lt;0.05

Ejemplo: Ejemplo de cálculo del número requerido de pulsos y velocidad del pulso de conducción

Un ejemplo de cálculo del número requerido de pulsos y velocidad del pulso de conducción para un paso a paso trifásico motor se detalla a continuación. A continuación se muestra un ejemplo de aplicación práctica para comprender mejor los cálculos de dimensionamiento del motor.

1.1 Accionamiento del tornillo del rodillo

Como se muestra en la figura siguiente, un motor paso a paso de 2 fases (1,8°/paso) impulsa un objeto durante 1 segundo el número necesario de pulsos. y conducir El cálculo de la velocidad del pulso es el siguiente:

Número necesario de pulsos =

100

10

×

360°

1,8°

× Subdivisión m= [número de pulsos]

Ejemplo: Para una máquina de grabado con una precisión de 0,01 mm y un paso de 5 mm, el paso ¿Para cuántos segmentos son adecuados los motores?

Si está seguro de que se trata de "precisión" en lugar de "resolución", entonces debería considerar el problema del error.

Primero, 1), la precisión del tornillo que elija debe ser superior a 0,01 mm;

En segundo lugar, la subdivisión del motor solo representa la resolución y no es igual a la precisión del motor.

Supongamos que la precisión de su husillo es de 0,005 mm, entonces el error permitido que queda para el motor es de solo 0,005 mm (no se consideran otros factores de error)

0.005//5*360= 0,36, es decir, la precisión de tu motor debe ser superior a 0,36 grados, por lo que debes elegir un motor con una precisión absoluta superior a 0,36 grados.

En segundo lugar, en cuanto a la segmentación, es muy sencilla.

0,01/5*360=0,72; significa que cuando la resolución es de 0,01 mm, el ángulo de paso puede alcanzar los 0,72 grados.

360/0,72=500; significa que cuando la resolución es de 0,01 mm, el motor puede realizar una revolución de 500 pasos.

En aplicaciones prácticas, es necesario elegir un motor con el mayor grado de subdivisión posible. Por un lado, puede mejorar la suavidad del movimiento y, por otro,. También puede proporcionar una resolución de paso más alta.

Selección del husillo de bolas

1. Condiciones conocidas: UPH, masa del banco de trabajo m1, longitud de carrera ls, velocidad máxima Vmax, tiempos de aceleración y desaceleración t1 y t3,

Precisión de posicionamiento -0,3 mm/1000 mm, período de movimiento alternativo, espacio de 0,15 mm

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II.Selección del proyecto: diámetro del tornillo, carril guía, tipo de tuerca, precisión, juego axial, soporte del tornillo, motor

3. 1. Cálculo:

1. Precisión y tipografía. (espacio libre, espacio axial) 0,15 mm, seleccione un tornillo con un espacio libre inferior a 0,15, consulte la tabla y seleccione un tornillo con un diámetro inferior a 32 mm. El espacio libre de 32 mm es de 0,14 mm.

Para cumplir con -0,3 mm/1000 mm, -0,3 mm/1000 = x/300 y luego x = -0,09 mm, es necesario elegir un riel guía de ±0,090 mm con una precisión de 300 mm o más. . Consulte el grado de precisión del tornillo y seleccione tornillos de grado C7.

Tipo de tornillo: Determinar el tipo de tornillo según el mecanismo: rodadura o rectificado, posicionamiento o transmisión

2. Carril guía. (La velocidad lineal y la velocidad de rotación determinan el avance del husillo de bolas) Avance y velocidad de rotación máxima del motor Phgt =60*1000*v/(N/A) 1.Ph: Avance del husillo mm 2.V: Máximo predeterminado avance Velocidad dada m/s 3.N: Velocidad de funcionamiento del motor rpm 4.A: Relación de reducción

3. Diámetro. (La carga determina el diámetro) carga dinámica y carga estática; al calcular el empuje, generalmente solo se considera la carga dinámica

Cálculo de la carga axial: u coeficiente de fricción; a=Vmax/t aceleración; y tiempo de desaceleración;

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Horizontal: Acelera y soporta la carga axial máxima, desacelera y soporta la carga mínima Vertical: Asciende y soporta la carga axial máxima, y ​​desciende y soporta la carga mínima; ;

1. Al acelerar (subir) N: Fmax =u*m*g f-m*a 2. Al desacelerar (bajar) N: Fmin=u*m*g f-m*a 3. A constante velocidad N: F uniforme =u*m*g fu A medida que el diámetro del eje del tornillo se vuelve más pequeño, menor es la carga axial permitida del eje del tornillo

4. Longitud. (Longitud total = carrera de trabajo, longitud de tuerca, margen de seguridad, longitud de instalación, longitud de conexión, margen). Si se añaden medidas de protección como un revestimiento, es necesario tener en cuenta la tasa de expansión de la funda (normalmente 1:8, que es el alargamiento máximo de la funda dividido por 8).

5. Método de soporte.

Fijo - fijo fijo - soporte soporte - soporte fijo - libre

6. Selección de tuercas:

7. Cálculo de la velocidad permitida: diámetro del eje del tornillo 20 mm, paso Ph=20 mm Máx. Velocidad Vmax = 1m/s

Entonces: Velocidad máxima Nmax = Vmax * 60 * /Ph velocidad permitida (velocidad crítica) N1 = r * (d1) *

7.

r Coeficiente de determinación del método de instalación; d1 = diámetro de la ranura del eje espiral; l = distancia de instalación, por lo que hay: velocidad máxima permitida

8. Selección de motor

* Verificación: Verificación de rigidez, verificación de nivel de precisión, selección de vida útil, selección de par de accionamiento

* Precarga de husillo de bolas: 1. Precarga de intervalo de tuerca doble, Tuerca única Precarga de la guía de desplazamiento de la tuerca, la tuerca única aumenta la precarga del diámetro de la bola;

2. Propósito: eliminar el juego axial del par de husillos de bolas y aumentar la rigidez del par de husillos de bolas,

*Valor DN: D: El diámetro nominal del par de husillos de bolas, que también es el diámetro de la bola en el centro de la bola (mm N: La velocidad límite del par de husillos de bolas (rpm)

*Valor DN: D: El diámetro nominal del par de husillos de bolas es también el diámetro del centro de la bola (mm N: la velocidad límite del par de husillos de bolas (rpm)

* Precisión del riel guía; , precisión de posicionamiento, precisión de posicionamiento repetido

Precisión del riel guía: 1. Desviación de carrera promedio e (um) dentro de la carrera efectiva Lu, ep=2*(Lu/300)* V300lt

2. Dentro de cualquier carrera de 300 mm La variación de carrera V300 (um), V300lt; =

Precisión de posicionamiento: 1). Precisión del cable 2). sistema 4) Deformación térmica 5) Postura de movimiento del husillo

Precisión de posicionamiento repetido: el tornillo está precargado a un espacio negativo y la precisión de posicionamiento repetido tiende a cero;

Selección de lineal guías

1. Precisión del movimiento en línea recta del carril guía:

1) Precisión del movimiento: a. bloque y la superficie inferior de la superficie de referencia del riel guía b: Paralelismo del bloque deslizante y la superficie de referencia del riel guía en el mismo lado Paralelismo del lado al lado de la referencia del riel guía;

2) Precisión integral: a: La desviación límite de la altura H entre la superficie superior del deslizador y la superficie inferior de referencia del riel guía b: La variación de la altura H de las superficies superiores; de múltiples deslizadores en el mismo plano; c: riel guía La desviación límite de la distancia W1 desde el lado del deslizador en el mismo lado del riel guía hasta el lado de referencia del riel guía d: el cambio en la distancia W1; desde el lado del lado de referencia del riel guía de múltiples bloques deslizantes hasta el lado de referencia del riel guía.

3) En rieles guía con múltiples o más de dos rieles guía, solo se prueban los dos primeros y los dos últimos deslizadores, y el W1 del medio no se prueba, pero el W1 del medio debe ser más pequeño que el primero y el otro. última W1.

2. Selección:

1--Determinar el ancho del carril guía.

El ancho de vía se refiere al ancho del riel deslizante. El ancho de vía es uno de los factores clave que determinan el tamaño de la carga

2--Determine la longitud de la vía.

La longitud es la longitud total de la pista, no el trazo. Longitud total = carrera efectiva Espaciado de los deslizadores (más de 2 deslizadores) Longitud del deslizador x número de deslizadores Recorrido de seguridad en ambos extremos; si se agrega una protección, se debe agregar la longitud comprimida de la protección en ambos extremos.

3--Determina el tipo y número de controles deslizantes.

Hay dos controles deslizantes de uso común: tipo brida y tipo cuadrado. El primero tiene una altura ligeramente menor, pero un ancho ligeramente más ancho, y los orificios de montaje son orificios roscados; el segundo tiene una altura ligeramente mayor, un ancho ligeramente más estrecho y los orificios de montaje son orificios ciegos roscados; Ambos tienen tipos cortos, estándar y extendidos (algunas marcas también se denominan carga media, carga pesada y carga súper pesada. La principal diferencia es la longitud del cuerpo deslizante (parte metálica) y, por supuesto, el espacio entre los orificios de montaje). Puede variar, la mayoría de las diapositivas cortas solo tienen 2 orificios de montaje.

El número de controles deslizantes debe ser determinado por el usuario mediante cálculos. Aquí solo se recomienda uno: llevar menos e instalar más. El tipo y número de deslizadores y el ancho de los deslizadores constituyen los tres elementos del tamaño de carga.

4--Determinar el nivel de precisión.

Los productos de cualquier fabricante estarán marcados con niveles de precisión. Las marcas de algunos fabricantes son más científicas y generalmente se expresan con la primera letra del nombre del grado, como N para grado ordinario y P para grado de precisión.

5--Determinar otros parámetros

Además de los cuatro parámetros principales anteriores, también hay algunos parámetros que deben determinarse, como la altura del tipo de combinación, el nivel de precarga, etc. . Un nivel de precarga alto significa que el espacio entre los controles deslizantes es pequeño o negativo; de lo contrario, significa un nivel de precarga bajo. La diferencia sensorial es que los controles deslizantes con clasificaciones más altas tienen una mayor resistencia al deslizamiento, mientras que los controles deslizantes con clasificaciones más bajas tienen menos resistencia al deslizamiento. El método de expresión depende de la muestra elegida por el fabricante y el número de grados es 3 o 5. La selección del grado depende de la situación de uso real del usuario. El principio general es que en situaciones con grandes especificaciones de deslizamiento, gran carga, gran impacto y alta precisión, puede elegir un grado de precarga más alto y viceversa, elegir uno más bajo. . Consejos: 1-El nivel de precarga no tiene nada que ver con la calidad, 2-El nivel de precarga es directamente proporcional a la precisión del riel deslizante e inversamente proporcional a la vida útil.