安川电机线性伺服驱动

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3.1 Linear Σ 系列 构造
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3.1 Linear Σ 系列 构造
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源自文库
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3.1 Linear Σ 系列 构造
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4 线性伺服驱动的系统构成
9） 温度上升推测
马达选型软件Sigma Size+中有关于线性马达使用条件下计算温度上升值的菜单。
输入散热片（工作台） 的材质和尺寸， 就会计算在实效推力 各部的温度上升值
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7.2 选型的要点
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7.2 选型的要点
1） 负载各元素的掌握
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7.2 选型的要点
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7.2 选型的要点
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7.2 选型的要点
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线性马达驱动
加速度＝
推力
Ｍ＋ｍ
Ｍ＝负载质量 ｍ＝马达转子质量
减轻负载，加速度大幅提高
负载
联轴器
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2.3 关于定位精度
滚珠丝杆驱动
・由半闭环驱动负载 ・存在扭曲，反向间隙
目标与实际的位置容易产生误 差
支撑轴承 （反向间隙）
支撑轴承 （反向间隙）
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线性马达驱动
大 需要定期的维护 难确保干净的环境
大
可動子
线性驱动
固定子
容易 只通过马达、负载决定
易提高 无制约 1个定子上设计了复数的转子，简单的构成可以进 行多样的动作
小
不需要维护
易确保干净的环境
小
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2.1 关于速度
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滚珠丝杆驱动
线性马达驱动
高速的话，各个部分会有共振，发热 的问题
全闭环中直接驱动负载
能够达到超微定位
（根据传感器分辨率） 线性编码器（光栅尺）
滚珠丝杆、螺母 （扭曲、反向间隙）
联轴器 （扭曲、反向间隙）
线性编码器 （磁头）
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2.4 关于行程
滚珠丝杆驱动
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线性马达驱动
行程延长 （丝杆延长）
行程延长 （定子的增设）
イナーシャ増加 限界速度低下 剛性低下
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2 与旋转型马达驱动的比较
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构造
比较项目
１．高速化 ２．加速度 ３．定位精度 ４．行程 ５．扩张性 ６．高速时噪音 ７．维护 ８．环境 ９．产生热量对定位精度 的影响
滚珠丝杆驱动
有课题 受马达，负载以外的影响
难提高 有制约 1个滚珠丝杆只有一个动作
编码器（磁头）
编码器 模拟量输出信号
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7.2 选型的要点
7.2.1 选型步骤
1） 负载各种因素的 把握
2） 速度曲线的做成
3） 容量暂选
4） 综合负载质量计算
5） 所要起动推力计
6） 所要制动推力计算
7） 实效推力计算
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8） 容量选定确定 9） 温度上升推测 10） 吸引力计算 11） 回生能力确认
直接驱动负载，所以没有速度的限 制要素、容易实现高速化
支撑轴承
支撑轴承
转子
螺母
定子
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2.2 关于加速度
滚珠丝杆驱动
加速度＝
转矩
ＪＬ＋ＪＢ＋ＪＣ＋ＪＭ
ＪＬ＝负载惯量 ＪＢ＝滚珠丝杆惯量 ＪＣ＝联轴器惯量 ＪＭ＝马达惯量
即使减轻负载，加速度的提高率也比较 小。
负载
滚珠丝杆
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ＳＧＤＳ/ＳＧＤＨ 要→霍尔传感器的部分
转子变长 模拟量输出类型
→电源ON，既可运行 根据霍尔传感器
要
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4.1 关于串行转换单元 串行转换单元
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ＳＧＤＨ形/ＳＧＤＳ驱动器
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3.5inch FD
霍尔传感器
霍尔传感器输出信号
串行信号
串行 转换单元
1 线性马达的动作原理
线性马达是把如图所示的旋转型 马达的定子和转子展开，通过在 转子的接线方向产生的电磁力， 使之产生推力的电气机械。
特点 直接驱动负载，从高速到低速，速 度范围广，定位精度高。 马达自身为刚性，直接驱动负载， 所以机械整体的刚性提高。 运行声音为安静。
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线性马达驱动
没有机械接触部分 不需要维护
支撑轴承
支撑轴承
间隙
滚珠丝杆、螺母
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2.8 关于环境问题
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滚珠丝杆驱动
由于接触部的旋转，所加入的润滑 油会飞散，要实现干净整洁的作业 环境相当难
线性马达驱动
没有旋转部分，所以不存在润滑油飞散， 很容易实现干净整洁的作业环境
支撑轴承
支撑轴承
滚珠丝杆、螺母
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2.9 关于热的影响
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滚珠丝杆驱动
线性马达驱动
・马达产生的热
马达虽然产生热量，但它极少向外围导
・由于滚珠丝杆螺母部的磨擦产生的热， 热，所以可以保持高精度
滚珠丝杆会膨胀，定位精度会有偏移
支撑轴承
支撑轴承
热
热
滚珠丝杆、螺母
模拟量输出 编码器 ＋
霍尔传感器
驱动器 ＳＧＤＳ／ＳＧＤＨ ・模拟、脉冲列指令 ・通信（ＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ－
Ⅱ）
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霍尔传感器 定子
转子
线性编码器 （模拟量输出）
串行转换单元
选项单元 ・ＪＵＳＰ－ＮＳ１１５
霍尔传感器
磁极检测
编码器类型 串行转换单元
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2.6 关于噪音
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滚珠丝杆驱动
机械的接触部分很多，特别是在螺母部 分，滚珠在循环沟发生冲突
高速运行时容易发生很大噪音
线性马达驱动
没有机械的接触部分 噪音极其小
支撑轴承
支撑轴承
间隙
滚珠丝杆、螺母
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2.7 关于维护
滚珠丝杆驱动
机械的接触部分很多，所以针对润滑・ 磨损需要做定期的维护
伺服性能低下
状态无变化
伺服性能不变
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2.5 关于扩张性
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滚珠丝杆驱动
在同轴上使之进行多样动作
线性马达驱动
在同轴上使之进行多样动作
需要复数的传送单元 ・成本大幅提高 ・在设置范围内非可动部分所占的比例
增大
设置复数转子 ・简单构成 ・每个转子的行程增大
容易提高生产