在伺服系统选型及调试中,常会碰到惯量问题
机械工程设备安装技术存在的问题及质量控制措施
机械工程设备安装技术存在的问题及质量控制措施摘要：机械工程设备的安装是一个涉及多种因素的复杂过程，其不稳定的安装质量、存在的安全隐患、选型和参数匹配不合理、施工进度过快等问题已经引起了人们的高度关注。
为应对这些问题，需要加强安装质量的控制和监管，提高施工人员的技术素质和安全意识，确保设备的正常安装和运行。
在此基础上，还需要做好设备的维护和保养，以预防和解决设备突发故障，从而提升机械工程设备的整体质量和安全性。
关键词：机械工程设备、安装质量、安全隐患、质量控制、维护保养一、机械工程设备安装技术存在的问题随着科技的发展和工业生产的不断进步，机械工程设备在现代化管理过程中扮演着重要的角色。
机械设备的安装是整个机械系统工作的第一步，是保证生产效率和产品质量的关键。
但在实际施工过程中，机械工程设备安装技术却暴露出了许多问题。
1. 安装过程中出现的隐患和质量问题机械工程设备安装过程中存在许多安全隐患和质量问题，例如：施工人员安全意识不强，操作不规范，不按照相关标准和规范进行安装；现场环境不整洁，施工过程中存在噪音、粉尘等污染物，容易导致施工人员身体不适甚至受伤；施工现场对设备的运输、拆卸、拼装、调试等工序缺乏有效的安全措施，安装质量不稳定，易出现设备失效或故障等问题。
在实际施工过程中，安全隐患和质量问题的出现往往是由多种因素引起的。
一方面，一些施工人员缺乏安全意识和规范操作技能，对机械设备的安装流程不熟悉，从而导致误操作和差错现象。
另一方面，一些施工现场的环境较为复杂，例如噪音、粉尘等污染物的存在，也加大了施工人员操作和安装设备的难度与风险。
2. 设备选型和参数匹配不合理设备选型和参数匹配不合理是机械工程设备安装中的另一个难题。
比如，在伺服系统选型及调试中，常会碰到惯量问题。
在伺服系统选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外，我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机。
伺服系统调试心得体
伺服系统调试心得体（一）电机问题(1)电动机窜动：在进给时出现窜动现象，测速信号不稳定，如编码器有裂纹;接线端子接触不良，如螺钉松动等;当窜动发生在由正方向运动与反方向运动的换向瞬间时，一般是由于进给传动链的反向问隙或伺服驱动增益过大所致;(2) 电动机爬行：大多发生在起动加速段或低速进给时，一般是由于进给传动链的润滑状态不良，伺服系统增益低及外加负载过大等因素所致。
尤其要注意的是，伺服电动机和滚珠丝杠联接用的联轴器，由于连接松动或联轴器本身的缺陷，如裂纹等，造成滚珠丝杠与伺服电动机的转动不同步，从而使进给运动忽快忽慢;(3)电动机振动：机床高速运行时，可能产生振动，这时就会产生过流报警。
机床振动问题一般属于速度问题，所以应寻找速度环问题;(4)电动机转矩降低：伺服电动机从额定堵转转矩到高速运转时，发现转矩会突然降低，这时因为电动机绕组的散热损坏和机械部分发热引起的。
高速时，电动机温升变大，因此，正确使用伺服电动机前一定要对电动机的负载进行验算;(5) 电动机位置误差：当伺服轴运动超过位置允差范围时(KNDSD100出厂标准设置PA17：400，位置超差检测范围)，伺服驱动器就会出现“4”号位置超差报警。
主要原因有：系统设定的允差范围小;伺服系统增益设置不当;位置检测装置有污染;进给传动链累计误差过大等;(6)电动机不转：数控系统到伺服驱动器除了联结脉冲+方向信号外，还有使能控制信号，一般为DC+24 V继电器线圈电压。
伺服电动机不转，常用诊断方法有：检查数控系统是否有脉冲信号输出;检查使能信号是否接通;通过液晶屏观测系统输入/出状态是否满足进给轴的起动条件;对带电磁制动器的伺服电动机确认制动已经打开;驱动器有故障;伺服电动机有故障;伺服电动机和滚珠丝杠联结联轴节失效或键脱开等。
（二）增益问题首先，机械本身的结构对伺服增益的调整有重要影响。
如果机械本身的刚性比较好（磨床丝杆传动），伺服的相关增益则可以设置较高。
PID与伺服解析
附一、 PID调节PLC 利用其闭环控制模块来实现PID控制，它可以直接与ControlNet相连，如Rockwell 的PLC-5等。
还有可以实现PID控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix产品系列，它可以直接与ControlNet相连，利用网络来实现其远程控制功能。
1、开环控制系统开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象(被控量)对控制器(controller)的输出没有影响。
在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
2、闭环控制系统闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。
闭环控制系统有正反响和负反响，假设反响信号与系统给定值信号相反，那么称为负反响( Negative Feedback)，假设极性一样，那么称为正反响，一般闭环控制系统均采用负反响。
3、阶跃响应阶跃响应是指将一个阶跃输入〔step function〕加到系统上时系统的输出。
稳态误差是指系统的响应进入稳态后﹐系统的期望输出与实际输出之差。
控制系统的性能可以用稳、准、快三个字来描述。
稳是指系统的稳定性(stability)，一个系统要能正常工作，首先必须是稳定的，从阶跃响应上看应该是收敛的。
准是指控制系统的准确性、控制精度，通常用稳态误差来(Steady-state error)描述，它表示系统输出稳态值与期望值之差。
快是指控制系统响应的快速性，通常用上升时间来定量描述。
4、PID控制的原理和特点在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节，实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进展控制的。
比例〔P〕控制比例控制是控制器的输出与输入误差信号成比例关系。
电机转动惯量匹配
在伺服系统选型及调试中，常会碰到惯量问题。
其具体表现为：在伺服系统选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外，我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机；在调试时，正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提。
此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出，这样，就有了惯量匹配的问题。
一、什么是“惯量匹配”？1、根据牛顿第二定律：“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J ×角加速度θ角”。
加速度θ影响系统的动态特性，θ越小，则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长，系统反应越慢。
如果θ变化，则系统反应将忽快忽慢，影响加工精度。
由于马达选定后最大输出T值不变，如果希望θ的变化小，则J应该尽量小。
2、进给轴的总惯量“J＝伺服电机的旋转惯性动量JM ＋电机轴换算的负载惯性动量JL。
负载惯量JL由（以平面金切机床为例）工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。
JM为伺服电机转子惯量，伺服电机选定后，此值就为定值，而JL则随工件等负载改变而变化。
如果希望J变化率小些，则最好使JL所占比例小些。
这就是通俗意义上的“惯量匹配”。
二、“惯量匹配”如何确定？传动惯量对伺服系统的精度，稳定性，动态响应都有影响。
惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利，因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好；惯量越大，马达的负载也就越大，越难控制，但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。
惯量认识
1、什么是惯量惯性：保持原来运动状态或者静止状态的性质叫惯性。
转动惯量：保持原来匀速圆周运动状态或者静止状态的能力。
它的大小与物体质量成正比。
2、低惯量与高惯量伺服电机的惯量由转子自身的质量，以及外加的负载而组成。
惯量越大，物体的运动状态越不容易改变。
无论旋转运动的部件，还是直线运动的部件，都成为电机的负载惯量。
3、惯量对伺服电机运行的影响电机轴上的负载惯量大小，对电机的灵敏度和整个伺服系统的精度将产生很大的影响，通常，当负载小于电机转子惯量时，上述影响不大。
但当负载惯量达到甚至超过转子惯量的5倍时，会使伺服放大器不能在正常调节范围内工作。
所以对这类惯量应避免使用。
所以在设计负载时，应尽可能地减小体积和重量。
在对伺服电机选型及调试过程中，常会碰到惯量匹配问题，具体表现为：1、在伺服电机选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外，还需先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机；2、在调试时（手动模式下），正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前题，此点在要求高速高精度的系统上表现由为突出。
于是，就有了惯量匹配的问题！那到底什么是“惯量匹配”呢？通常的，进给轴的总惯量J＝伺服电机的旋转惯性动量JM＋电机轴换算的负载惯性动量JL，负载惯量JL由工作台及上面装的夹具和工件、滚珠丝杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。
JM为伺服电机转子惯量，伺服电机选定后，此值就为定值，而JL则随工件等负载改变而变化。
如果希望J变化率小些，则最好使JL所占比例小些。
这就是通俗意义上的“惯量匹配”。
那惯量匹配又会带来什么影响？1、传动惯量对伺服电机系统的精度，稳定性，动态响应都有影响，惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利。
惯量匹配和电机选型
惯量匹配和电机选型标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]惯量匹配和伺服电机的选型惯量匹配在伺服系统选型及调试中，常会碰到惯量问题。
其具体表现为：在伺服系统选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外，我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机。
在调试时，正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提。
此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出，这样，就有了惯量匹配的问题。
根据牛顿第二定律：“进给系统所需力矩T=系统传动惯量J×角加速度θ”。
加速度θ影响系统的动态特性，θ越小，则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长，系统反应越慢。
如果θ变化，则系统反应将忽快忽慢，影响加工精度。
由于电机选定后最大输出T值不变，如果希望θ的变化小，则J应该尽量小。
进给轴的总惯量J＝伺服电机的旋转惯性动量JM＋电机轴换算的负载惯性动量JL。
负载惯量JL由（以工具机床为例）工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到电机轴上的惯量组成。
JM为伺服电机转子惯量，伺服电机选定后，此值就为定值，而JL则随工件等负载改变而变化。
如果希望J变化率小些，则最好使JL所占比例小些。
这就是通俗意义上的“惯量匹配”。
传动惯量对伺服系统的精度，稳定性，动态响应都有影响。
惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利，因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好；惯量越大，电机的负载也就越大，越难控制，但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。
不同的机构，对惯量匹配原则有不同的选择，且有不同的作用表现。
不同的机构动作及加工质量要求对JL与JM大小关系有不同的要求，但大多要求JL与JM的比值小于10。
惯量认识
1、传动惯量对伺服电机系统的精度，稳定性，动态响应都有影响，惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利。因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
2、衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好；惯量越大，电机的负载也就越大，越难控制，但机械系统的惯量需和电机惯量相匹配才行。不同的机构，对惯量匹配原则有不同的选择，且有不同的作用表现。例如，CNC中心机通过伺服电机作高速切削时，当负载惯量增加时，会发生：
1.控制指令改变时，马达需花费较多时间才能达到新指令的速度要求；
在对伺服电机选型及调试过程中，常会碰到惯量匹配问题，具体表现为：
1、在伺服电机选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外，还需先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机；
2、在调试时（手动模式下），正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前题，此点在要求高速高精度的系统上表现由为突出。于是，就有了惯量匹配的问题！
1、什么是惯量
惯性：保持原来运动状态或者静止状态的性质叫惯性。
转动惯量：保持原来匀速圆周运动状态或者静止状态的能力。它的大小与物体质量成正比。
2、低惯量与高惯量
伺服电机的惯量由转子自身的质量，以及外加的负载而组成。惯量越大，物体的运动状态越不容易改变。无论旋转运动的部件，还是直线运动的部件，都成为电机的负载惯量。
2.当机台沿二轴执行弧式曲线快速切削时，会发生较大误差1.一般伺服电机通常状况下，当JL≦JM，则上面的问题不会发生。
伺服电机选型中惯量匹配的问题
伺服电机选型中惯量匹配的问题
在伺服电机选型过程中，惯量匹配是一个非常重要的问题。
惯量匹配是指伺服系统中负载的惯性与伺服电机的惯性之间的匹配程度。
如果负载的惯性与伺服电机的惯性不匹配，会导致伺服系统的性能下降，甚至无法正常工作。
为了确保惯量匹配，需要在选型时考虑负载的惯性和伺服电机的惯性。
通常情况下，伺服电机的惯性应该大于负载的惯性，以确保伺服系统的稳定性和响应速度。
如果伺服电机的惯性小于负载的惯性，会导致系统的响应速度变慢，甚至出现不稳定的情况。
另外，在实际应用中，还需要考虑负载的惯性和工作条件的变化。
例如，负载的惯性在不同工作状态下可能会有所变化，这就需要根据实际情况选择合适的伺服电机。
总之，在伺服电机选型过程中，惯量匹配是一个需要重视的问题。
只有确保伺服电机的惯性大于负载的惯性，并根据实际情况选择合适的伺服电机，才能保证伺服系统的性能和稳定性。
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伺服电机的刚性和惯量间有关系及如何设置
什么是伺服电机的刚性和惯量他们之间有什么关系应该如何设置？非汽车什么是伺服电机的刚性和惯量？他们之间有什么关系？应该如何设置？非汽车要说刚性，先说刚度。
刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力，是材料或结构弹性变形难易程度的表征。
材料的刚度通常用弹性模量E来衡量。
在宏观弹性范围内，刚度是零件荷载与位移成正比的比例系数，即引起单位位移所需的力。
它的倒数称为柔度，即单位力引起的位移。
刚度可分为静刚度和动刚度。
一个结构的刚度（k）是指弹性体抵抗变形拉伸的能力。
k=P/δP是作用于结构的恒力，δ是由于力而产生的形变。
转动结构的转动刚度（k）为：k=M/θ其中，M为施加的力矩，θ为旋转角度。
举个例子，我们知道钢管比较坚硬，一般受外力形变小，而橡皮筋比较软，受到同等力产生的形变就比较大，那我们就说钢管的刚性强，橡皮筋的刚性弱，或者说其柔性强。
在伺服电机的应用中，用联轴器来连接电机和负载，就是典型的刚性连接；而用同步带或者皮带来连接电机和负载，就是典型的柔性连接。
电机刚性就是电机轴抗外界力矩干扰的能力，而我们可以在伺服控制器调节电机的刚性。
伺服电机的机械刚度跟它的响应速度有关。
一般刚性越高其响应速度也越高，但是调太高的话，很容易让电机产生机械共振。
所以，在一般的伺服放大器参数里面都有手动调整响应频率的选项，要根据机械的共振点来调整，需要时间和经验（其实就是调增益参数）。
在伺服系统位置模式下，施加力让电机偏转，如果用力较大且偏转角度较小，那么就认为伺服系统刚性强，反之则认为伺服刚性弱。
注意这里我说的刚性，其实更接近响应速度这个概念。
从控制器角度看的话，刚性其实是速度环、位置环和时间积分常数组合成的一个参数，它的大小决定机械的一个响应速度。
其实如果你不要求定位快，只要准，在阻力不大的时候，刚性低，也可以做到定位准，只不过定位时间长。
因为刚性低的话定位慢，在要求响应快，定位时间短的情况下，就会有定位不准的错觉。
惯量匹配
惯量匹配伺服系统选型及调试中，常会碰到惯量问题：在伺服系统选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等因素外，还需要先计算机械系统换算到电机轴的惯量，再具体选择具有合适惯量的电机；调试时，正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提,在要求高速高精度的系统上表现尤为重要，这样，就有了惯量匹配的问题。
一、惯量匹配1、进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J × 角加速度θ。
加速度θ影响系统的动态特性，θ越小，则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长，系统反应越慢。
如果θ变化，则系统反应将忽快忽慢，影响加工精度。
由于电机最大输出T 值不变，如果希望θ的变化小，则J 应该尽量小。
2、进给轴的总惯量J ＝伺服电机的旋转惯性动量J M ＋ 电机轴换算的负载惯性动量J L 。
负载惯量J L 是外部负载的惯量折算到电机轴上的惯量。
J M 为电机转子惯量，伺服电机选定后此值就为定值，而J L 则随工件等负载改变而变化。
如果希望J 变化率小些，则最好使J L 所占比例小些。
这就是通俗意义上的“惯量匹配”。
二、“惯量匹配”的确定转动惯量对伺服系统的精度、稳定性、动态响应都有影响。
惯量大，系统的机械常数大，响应慢，根据J Kn =ω知道（K 为刚度，或者叫做弹性模量），高惯量会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利，因此，设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
机械系统产生共振时，系统中阻尼越大，最大振幅就越小，且衰减越快；但阻尼越大会使系统损失动量更多，稳态误差增大，降低精度，故应选择合适懂的阻尼。
衡量系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好；惯量越大，电机的负载也就越大，越难控制，但负载的惯量需和电机惯量相匹配才行。
不同的机构有不同的惯量匹配原则，且有不同的作用表现，但大多要求J L /J M< 10。
伺服电机惯量是什么意思
伺服电机惯量是什么意思
伺服电机惯量是伺服电机的一项重要指标。
它指的是转子本身的惯量，对于电机的加减速来说相当重要。
惯性大小与物质质量相应惯量J= ∫ r dm 其中r为转动半径，m为刚体质量惯量。
电机的转子惯量是电机本身的一个参数。
单从响应的角度来讲，电机的转子惯量应小为好。
但是，电机总是要接负载的，负载一般可分为二大类，一类为负载转矩，一类为负载惯量。
一般来说，小惯量的电机制动性能好，启动，加速停止的反应很快，适合于一些轻负载，高速定位的场合。
如果你的负载比较大或是加速特性比较大，而选择了小惯量的电机，可能对电机轴损伤太大，选择应该根据负载的大小，加速度的大小等等因素来选择，一般有理论计算公式。
低惯量与高惯量区别
伺服电机的惯量由转子自身的质量，以及外加的负载而组成。
惯量越大，物体的运动状态越不容易改变。
无论旋转运动的部件，还是直线运动的部件，都成为电机的负载惯量，它们的大小有不同的计算方法，因为计算公式较多，就不一一列举。
伺服电机的刚性和惯量是怎么回事？深度分析，值得收藏
伺服电机的刚性和惯量是怎么回事？深度分析，值得收藏要说刚性，先说刚度。
刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力，是材料或结构弹性变形难易程度的表征。
材料的刚度通常用弹性模量E来衡量。
在宏观弹性范围内，刚度是零件荷载与位移成正比的比例系数，即引起单位位移所需的力。
它的倒数称为柔度，即单位力引起的位移。
刚度可分为静刚度和动刚度。
一个结构的刚度（k）是指弹性体抵抗变形拉伸的能力。
k=P/δP是作用于结构的恒力，δ是由于力而产生的形变。
转动结构的转动刚度（k）为：k=M/θ其中，M为施加的力矩，θ为旋转角度。
举个例子，我们知道钢管比较坚硬，一般受外力形变小，而橡皮筋比较软，受到同等力产生的形变就比较大，那我们就说钢管的刚性强，橡皮筋的刚性弱，或者说其柔性强。
在伺服电机的应用中，用联轴器来连接电机和负载，就是典型的刚性连接；而用同步带或者皮带来连接电机和负载，就是典型的柔性连接。
电机刚性就是电机轴抗外界力矩干扰的能力，而我们可以在伺服控制器调节电机的刚性。
伺服电机的机械刚度跟它的响应速度有关。
一般刚性越高其响应速度也越高，但是调太高的话，很容易让电机产生机械共振。
所以，在一般的伺服放大器参数里面都有手动调整响应频率的选项，要根据机械的共振点来调整，需要时间和经验（其实就是调增益参数）。
在伺服系统位置模式下，施加力让电机偏转，如果用力较大且偏转角度较小，那么就认为伺服系统刚性强，反之则认为伺服刚性弱。
注意这里我说的刚性，其实更接近响应速度这个概念。
从控制器角度看的话，刚性其实是速度环、位置环和时间积分常数组合成的一个参数，它的大小决定机械的一个响应速度。
像松下和三菱伺服都有自动增益功能，通常不需要特别去调整。
国产的一些伺服，只能够手工调整。
其实如果你不要求定位快，只要准，在阻力不大的时候，刚性低，也可以做到定位准，只不过定位时间长。
因为刚性低的话定位慢，在要求响应快，定位时间短的情况下，就会有定位不准的错觉。
伺服电机惯量的选择
伺服电机惯量的选择伺服电机的小惯量的高速往复好,大惯量的本身惯量大,机床上用好点.伺服电机需要惯量匹配,日系列10倍与电机惯量左右(不同品牌有差异,欧系的20左右. 一般来说欧系的惯量都小,因为他们电机做的是细长的.转动惯量=转动半径*质量。
我们在选择合适的伺服电机的使用常常会遇到扭力选择和惯量选择,对于扭矩的计算相对简单,只需要知道负载重量和传动方式一般能很快的计算出电机所需要力矩,选型的时候再适当放大,留些余量就可以了.惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量,转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。
它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。
(刚体是指理想状态下的不会有任何变化的物体,选择的时候遇到电机惯量,也是伺服电机的一项重要指标。
它指的是伺服电机转子本身的惯量,对于电机的加减速来说相当重要。
如果不能很好的匹配惯量,电机的动作会很不平稳.一般来说,小惯量的电机制动性能好,启动,加速停止的反应很快,高速往复性好,适合于一些轻负载,高速定位的场合,如一些直线高速定位机构。
中、大惯量的电机适用大负载、平稳要求比较高的场合,如一些圆周运动机构和一些机床行业。
如果你的负载比较大或是加速特性比较大,而选择了小惯量的电机,可能对电机轴损伤太大,选择应该根据负载的大小,加速度的大小,等等因素来选择,一般的选型手册上有相关的能量计算公式,比较复杂,这里就不详列了。
伺服电机驱动器对伺服电机的响应控制,最佳值为负载惯量与电机转子惯量之比为一,最大不可超过五倍。
通过机械传动装置的设计,可以使负载惯量与电机转子惯量之比接近一或较小。
当负载惯量确实很大,机械设计不可能使负载惯量与电机转子惯量之比小于五倍时,则可使用电机转子惯量较大的电机,即所谓的大惯量电机。
使用大惯量的电机,要达到一定的响应,驱动器的容量应要大一些。
伺服电机惯量匹配原则
伺服电机惯量匹配原则伺服电机是一种能够控制转速和位置的电动机，广泛应用于工业自动化、机器人等领域。
在伺服电机控制系统中，惯量匹配是一个重要的原则，它指的是将负载的惯量与电机的惯量匹配，以实现系统的高效稳定运行。
惯量是物体抵抗改变运动状态的特性，可以简单理解为物体惯性的大小。
在伺服电机系统中，负载的惯量不同于电机本身的惯量，因此需要进行惯量匹配。
惯量不匹配会导致系统响应速度变慢、精度下降、能耗增加等问题。
惯量匹配的基本原则是负载的惯量与电机的惯量尽量相等。
具体来说，可以通过增加电机的转动惯量或减小负载的转动惯量来达到匹配的目的。
惯量匹配的目的是使电机在控制过程中更加稳定，减小系统响应时间，提高控制精度。
惯量匹配可以通过多种方式实现。
一种常见的方法是通过增加电机的转子惯量来进行匹配。
转子惯量是指电机转子自身的惯量，可以通过增加转子的质量来实现。
增加转子的质量会增加转子的转动惯量，从而使电机的惯量更接近负载的惯量。
另一种方法是通过减小负载的转动惯量来进行匹配。
负载的转动惯量取决于负载的结构和质量分布，可以通过改变负载的结构或减小负载的质量来实现惯量的匹配。
例如，在机器人应用中，可以通过改变机械臂的结构或减小机械臂的负载质量，来实现惯量的匹配。
惯量匹配的原则还包括考虑系统的动态特性和稳态误差。
动态特性是指系统的响应速度和稳定性，而稳态误差是指系统在稳定状态下的误差大小。
惯量匹配要求系统的动态特性和稳态误差达到一定的要求，以实现高效稳定的运行。
在实际应用中，惯量匹配可以通过系统参数的调整来实现。
例如，可以通过调整伺服控制器的增益和补偿器参数，来改变系统的动态特性和稳态误差。
同时，还可以通过传感器的选择和位置安装等方式，来准确测量负载的惯量，以实现匹配。
惯量匹配是伺服电机控制系统中的重要原则，它可以提高系统的响应速度和控制精度，实现高效稳定的运行。
通过增加电机的转动惯量或减小负载的转动惯量，以及调整系统参数，可以实现惯量的匹配。
伺服电机惯量问题
伺服电机惯量问题摘要在伺服系统选型及调试中，常会碰到惯量问题。
其具体表现为：在伺服系统选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外，我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机；在调试时，正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提。
此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出，这样，就有了惯量匹配的问题。
1什么是“惯量匹配”？1、根据牛顿第二定律：“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J ×角加速度θ角”。
加速度θ影响系统的动态特性，θ越小，则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长，系统反应越慢。
如果θ变化，则系统反应将忽快忽慢，影响加工精度。
由于马达选定后最大输出T值不变，如果希望θ的变化小，则J应该尽量小。
2、进给轴的总惯量“J＝伺服电机的旋转惯性动量JM ＋电机轴换算的负载惯性动量JL。
负载惯量JL由（以平面金切机床为例）工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。
JM为伺服电机转子惯量，伺服电机选定后，此值就为定值，而JL则随工件等负载改变而变化。
如果希望J变化率小些，则最好使JL所占比例小些。
这就是通俗意义上的“惯量匹配”。
2“惯量匹配”如何确定？传动惯量对伺服系统的精度，稳定性，动态响应都有影响。
惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利，因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好；惯量越大，马达的负载也就越大，越难控制，但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。
不同的机构，对惯量匹配原则有不同的选择，且有不同的作用表现。
不同的机构动作及加工质量要求对JL与JM大小关系有不同的要求，但大多要求JL与JM的比值小于十以内。
伺服电机选型及调试上如何确定惯量匹配
伺服电机选型及调试上如何确定惯量匹配在选择和调试伺服电机时，确定惯量匹配是非常重要的，因为它会直接影响到系统的性能和稳定性。
下面我将详细介绍伺服电机选型及调试上如何确定惯量匹配。
第一步：了解系统需求在进行伺服电机选型和调试之前，首先需要明确系统的需求和要求。
例如，需要知道电机需要驱动的负载类型、负载的惯量大小、所需的运动速度和加速度等。
这些信息将有助于确定合适的伺服电机。
第二步：计算负载的惯量在确定惯量匹配之前，需要计算负载的惯量。
负载的惯量可以通过以下公式进行计算：J=m×r^2其中，J是负载的惯量，m是负载的质量，r是距离轴心的半径。
第三步：选择合适的伺服电机根据系统需求和负载的惯量，选择合适的伺服电机。
通常情况下，伺服电机的惯量应该大于负载的惯量，以确保系统的稳定性和响应性能。
同时，还需要考虑电机的额定功率、转矩和转速等参数是否满足系统需求。
第四步：进行惯量匹配在确定了伺服电机之后，需要进行惯量匹配的调试。
惯量匹配调试的目的是通过调整电机的惯量参数，使得电机的转动惯量与负载的惯量匹配，从而提高系统的性能和稳定性。
一种常用的惯量匹配方法是使用电机驱动器中的惯量参数调整功能。
大多数电机驱动器都具有这样的功能，用户可以通过调整惯量参数来实现惯量匹配。
具体的方法如下：1.连接驱动器和控制器：首先需要将电机驱动器和控制器进行正确的连接，并确保通信正常。
2.设置驱动器参数：根据电机的型号和驱动器的品牌，需要设置一些基本参数，如额定电压、额定电流、转矩限制等。
3.调整惯量参数：根据实际需求，将惯量参数进行逐步调整。
首先可以将惯量参数设置为一个较大的值，然后观察系统的响应和稳定性。
如果系统的响应过于迟钝或者不稳定，可以逐步减小惯量参数的值，直到达到稳定且满意的响应性能为止。
4.测试和优化：在调整完惯量参数之后，需要进行系统的测试和优化。
通过实际运行负载，观察系统的运动轨迹、速度响应和加速度性能等，如果发现不满意的地方，可以根据实际情况进行进一步的调整，直到达到最佳的性能和稳定性。
伺服电机惯量比设置过小和过大
伺服电机惯量比设置过小和过大1. 引言大家好，今天我们聊聊伺服电机的那些事儿，尤其是它的惯量比。
乍一听可能觉得有点深奥，但其实这玩意儿就像咱们的日常生活，设置得当就好，设得不好就麻烦。
想象一下，咱们在骑自行车的时候，如果把车轮装得太小，转起来可就别提多费劲了；反过来，车轮装得太大，那就跟慢半拍似的，根本没法加速。
伺服电机也是一样，惯量比设置得不对，工作起来就像老牛拉破车，跟不上节奏。
2. 惯量比设置过小2.1 反应快得像闪电首先来说说惯量比设置得过小的情况。
你可能会想，这不应该很好吗？反应快，瞬间就能达成目标，听起来很不错对吧？然而，事情没你想得那么简单。
惯量比太小就像让你在冰面上打滑，控制起来很难！电机一开，瞬间的加速会让系统产生震动，像个孩子在过山车上尖叫，吓得旁边的妈妈赶紧捂耳朵。
这种震动不仅会影响精度，还可能让设备寿命大打折扣。
2.2 受不了的负载而且，负载也受不了呀。
你想啊，如果电机加速得太快，负载跟不上，最后可就出现了什么？没错，就是那种“电机在飞，负载在跑”的滑稽场面。
想象一下，一个小孩跑得飞快，结果他的鞋带没系好，最后摔了个四脚朝天。
这样一来，系统的稳定性就会受到影响，整台设备也可能因此“失控”，就像火箭发射时的意外一样，搞得人心惶惶。
3. 惯量比设置过大3.1 太稳重也有烦恼接下来咱们说说惯量比设置过大的情况。
很多人觉得，稳重总是好的，电机慢慢来，精确度杠杠的。
但是，稳重得太过头，那可就麻烦了。
想象一下，一个人站在池塘边，瞄准了那只肥美的鸭子，结果他非要缓慢得像蜗牛一样出手，最后鸭子早就游走了。
伺服电机如果惯量比设置得过大，反应就会变得迟缓，控制的精度反而会大打折扣。
3.2 一动不动的困境而且，电机要想快速响应的时候，得使出全身的力气，结果就像个大象跳舞，动作笨拙不说，效率也低得可怜。
控制系统的运算速度根本跟不上，最后导致整台机器的效率下降。
你想啊，生意好不容易上门了，却发现电机跑不动，真的是赔了夫人又折兵。
关于伺服电机惯量匹配一系列问题及选型介绍
关于伺服电机惯量匹配一系列问题及选型介绍一、“惯量匹配”如何确定？传动惯量对伺服系统的精度，稳定性，动态响应都有影响。
惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利，因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好；惯量越大，马达的负载也就越大，越难控制，但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。
不同的机构，对惯量匹配原则有不同的选择，且有不同的作用表现。
不同的机构动作及加工质量要求对JL与JM大小关系有不同的要求，但大多要求JL与JM的比值小于十以内。
一句话，惯性匹配的确定需要根据机械的工艺特点及加工质量要求来确定。
对于基础金属切削机床，对于伺服电机来说，一般负载惯量建议应小于电机惯量的5倍。
惯量匹配对于电机选型很重要的，同样功率的电机，有些品牌有分轻惯量，中惯量，或大惯量。
其实负载惯量最好还是用公式计算出来。
常见的形体惯量计算公式在以前学的书里都有现成的（可以去查机械设计手册）。
我们曾经做过一试验，在一伺服电机的轴伸，加一大的惯量盘准备用来做测试，结果是：伺服电机低速时停不住，摇头摆尾，不停地振荡怎么也停不下来。
后来改为：在两个伺服电机的轴伸对接加装联轴器，对其中一个伺服电机通电，作为动力即主动，另一个伺服电机作为从动，即做为一个小负载。
原来那个摇头摆尾的伺服电机，启动、运动、停止，运转一切正常！二、惯量的理论计算的功式？惯量计算都有公式，至于多重负载，比如齿轮又带齿轮，或涡轮蜗杆传动，只要分别算出各转动件惯量然后相加即是系统惯量，电机选型时建议根椐不同的电机进行选配。
负载的转动惯量肯定是要设计时通过计算算出来拉，如果没有这个值，电机选型肯定是不那么合理的，或者肯定会有问题的，这是选伺服的最重要的几个参数之一。
至于电机惯量，电机样本手册上都有标注。
导致三菱伺服电机惯性发生的因素
导致三菱伺服电机惯性发生的因素三菱伺服电动机惯性发生的主要原因是什么？三菱伺服电机的惯性因素是电机和负载都有惯性化，但这也有差异，如何区别？它存在什么样的因素，下面小编分享三菱伺服马达惯性发生的因素是什么样的。
在机电系统中，电机和负载是惯性的，它们的惯性相似（或不同），影响系统的性能。
负载惯性与电机惯性的关系是伺服电机选型的重要方面之一。
伺服电机的惯性由制造商给出，负载惯性是通过增加所有旋转部件的惯性来计算的，这些旋转部件通常包括执行器或执行器（皮带，滚珠丝杠，齿条和销），外部负载和联轴器。
为了使伺服电机在加减速过程中有效地控制负载，理论上电机与负载惯性必须相等。
但1:1惯性匹配很少使用或实现。
许多因素会影响给定应用程序可接受的惯性比，但最重要的因素之一是系统的遵从性或终结性。
机械部件不是完全刚性的，动力总成中的皮带，联轴器和齿轮箱部件越多，系统就越能满足要求。
一般来说，柔性越大，惯性比越小；电机应能有效地控制负载。
虽然没有确定惯性比公式，但一些电机尺寸指南规定惯性比为10:1或更小。
当失配变大时，电机消耗的电流比需要的多，导致效率下降和运行成本增加。
较高的比率可能导致更大的共振，使系统超调到所需的速度和位置，并对性能产生不利影响。
如果惯性比过高，则可以通过两种方法来降低惯性比：向系统中添加齿轮箱或使用较大的电动机。
齿轮箱常用于皮带传动系统，以优化电机转速和扭矩。
然而，传动比与负载的惯性成反比，因此系统的惯性比可以大大降低。
降低惯性比的第二种方法是使用具有更大惯性的大电机。
然而，从长远来看，这很少是一个有益的解决方案，因为更大的电机成本更高，需要更多的扭矩来克服自身的惯性，消耗更多的能量，从而增加了系统的总拥有成本。
一个结构的刚度（k）是指弹性体抵抗变形拉伸的能力。
k=P/δ，P是作用于结构的恒力，δ是由于力而产生的形变。
转动结构的转动刚度（k）为：k=M/θ 其中，M为施加的力矩，θ为旋转角度。
伺服系统的惯量匹配
伺服系统的惯量匹配一、“惯量匹配”如何确定传动惯量对伺服系统的精度，稳定性，动态响应都有影响。
惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利，因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好；惯量越大，马达的负载也就越大，越难控制，但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。
不同的机构，对惯量匹配原则有不同的选择，且有不同的作用表现。
不同的机构动作及加工质量要求对JL与JM大小关系有不同的要求，但大多要求JL与JM的比值小于十以内。
一句话，惯性匹配的确定需要根据机械的工艺特点及加工质量要求来确定。
对于基础金属切削机床，对于伺服电机来说，一般负载惯量建议应小于电机惯量的5倍。
惯量匹配对于电机选型很重要的，同样功率的电机，有些品牌有分轻惯量，中惯量，或大惯量。
其实负载惯量最好还是用公式计算出来。
常见的形体惯量计算公式在以前学的书里都有现成的（可以去查机械设计手册）。
我们曾经做过一试验，在一伺服电机的轴伸，加一大的惯量盘准备用来做测试，结果是：伺服电机低速时停不住，摇头摆尾，不停地振荡怎么也停不下来。
后来改为：在两个伺服电机的轴伸对接加装联轴器，对其中一个伺服电机通电，作为动力即主动，另一个伺服电机作为从动，即做为一个小负载。
原来那个摇头摆尾的伺服电机，启动、运动、停止，运转一切正常。
二、什么是“惯量匹配”1、根据牛顿第二定律：“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J ×角加速度θ角”。
加速度θ影响系统的动态特性，θ越小，则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长，系统反应越慢。
如果θ变化，则系统反应将忽快忽慢，影响加工精度。
由于马达选定后最大输出T值不变，如果希望θ的变化小，则J 应该尽量小。
2、进给轴的总惯量“J＝伺服电机的旋转惯性动量JM ＋电机轴换算的负载惯性动量JL。
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在伺服系统选型及调试中，常会碰到惯量问题。
其具体表现为：在伺服系统选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外，我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机；在调试时，正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提。
此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出，这样，就有了惯量匹配的问题。
一、什么是“惯量匹配”？
1、根据牛顿第二定律：“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J × 角加速度θ角”。
加速度θ影响系统的动态特性，θ越小，则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长，系统反应越慢。
如果θ变化，则系统反应将忽快忽慢，影响加工精度。
由于马达选定后最大输出T值不变，如果希望θ的变化小，则J应该尽量小。
2、进给轴的总惯量“J＝伺服电机的旋转惯性动量JM ＋电机轴换算的负载惯性动量JL。
负载惯量JL由（以平面金切机床为例）工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。
JM为伺服电机转子惯量，伺服电机选定后，此值就为定值，而JL则随工件等负载改变而变化。
如果希望J 变化率小些，则最好使JL所占比例小些。
这就是通俗意义上的“惯量匹配”。
二、“惯量匹配”如何确定？
传动惯量对伺服系统的精度，稳定性，动态响应都有影响。
惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利，因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好；惯量越大，马达的负载也就越大，越难控制，但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。
不同的机构，对惯量匹配原则有不同的选择，且有不同的作用表现。
不同的机构动作及加工质量要求对JL与JM大小关系有不同的要求，但大多要求JL与JM的比值小于十以内。
一句话，惯性匹配的确定需要根据机械的工艺特点及加工质量要求来确定。
对于基础金属切削机床，对于伺服电机来说，一般负载惯量建议应小于电机惯量的5倍。
惯量匹配对于电机选型很重要的，同样功率的电机，有些品牌有分轻惯量，中惯量，或大惯量。
其实负载惯量最好还是用公式计算出来。
常见的形体惯量计算公式在以前学的书里都有现成的（可以去查机械设计手册）。
我们曾经做过一试验，在一伺服电机的轴伸，加一大的惯量盘准备用来做测试，结果是：伺服电机低速时停不住，摇头摆尾，
不停地振荡怎么也停不下来。
后来改为：在两个伺服电机的轴伸对接加装联轴器，对其中一个伺服电机通电，作为动力即主动，另一个伺服电机作为从动，即做为一个小负载。
原来那个摇头摆尾的伺服电机，启动、运动、停止，运转一切正常！
三、惯量的理论计算的功式？
惯量计算都有公式，至于多重负载，比如齿轮又带齿轮，或涡轮蜗杆传动，只要分别算出各转动件惯量然后相加即是系统惯量，电机选型时建议根椐不同的电机进行选配。
负载的转动惯量肯定是要设计时通过计算算出来拉，如果没有这个值，电机选型肯定是不那么合理的，或者肯定会有问题的，这是选伺服的最重要的几个参数之一。
至于电机惯量，电机样本手册上都有标注。
当然，对某些伺服，可以通过调整伺服的过程测出负载的惯量，作为理论设计中的计算的参考。
毕竟在设计阶段，很多类似摩擦系数之类的参数只能根据经验来猜，不可能准确。
理论设计中的计算的公式：（仅供参考）通常将转动惯量J用飞轮矩GD2来表示，它们之间的关系为
J=mp^2= GD^2/4g
式中
m与G－转动部分的质量（kg）与重量（N）；
D－惯性半径与直径（m）；
g=9.81m/s2 －重力加速度飞轮惯量=速度变化率*飞轮距/375
当然，理论与实际总会有偏差的，有些地区（如在欧洲），一般是采用中间值通过实际测试得到。
这样，相对我们的经验公式要准确一些。
不过，在目前还是需要计算的，也有固定公式可以去查机械设计手册的。
四、关于摩擦系数？
关于摩擦系数，一般电机选择只是考虑一个系数加到计算过程中，在电机调整时通常都不会考虑。
不过，如果这个因素很大，或者讲，足以影响电机调整，有些日系通用伺服，据称有一个参数是用来专门测试的，至于是否好用，本人没有用过，估计应该是好用的。
有网友发贴说，曾有人发生过这样的情况：设计时照搬国外的机器，机械部分号称一样，电机功率放大了50%选型，可是电机转不动。
因为样机的机械加工、装配的精度太差，负载惯量是差不多，可摩擦阻力相差太多了，对具体工况考虑不周。
当然，黏性阻尼和摩擦系数不是同一个问题。
摩擦系数是不变值，这点可以通过电机功率给予补偿，但黏性阻尼是变值，通过增大电机功率当然可以缓解，但其实是不合理的。
况且没有设计依据，这个最好是在机械状态上解决，没有好的机械状态，伺服调整完全
是一句空话。
还有，黏性阻尼跟机械结构设计、加工、装配等相关，这些在选型时是必须考虑的。
而且跟摩擦系数也是息息相关的，正是因为加工水平不够才造成的摩擦系数不定，不同点相差较大，甚至技术工人装配水平的差异也会导致很大的差异，这些在电机选型时必须要考虑的。
这样，才会有保险系数，当然归根结底还是电机功率的问题。
五、惯量的理论计算后，微调修正的简单化
可能有些朋友觉的：太复杂了！实际情况是，某品牌的产品各种各样的参数已经确定，在满足功率，转矩，转速的条件下，产品型号已经确定，如果惯量仍然不能满足，能否将功率提高一档来满足惯量的要求？答案是：功率提高可以带动加速度提高的话，应是可以的。
六、伺服电机选型
在选择好机械传动方案以后，就必须对伺服电机的型号和大小进行选择和确认。
（1）选型条件：一般情况下，选择伺服电机需满足下列情况：
1.马达最大转速＞系统所需之最高移动转速。
2.马达的转子惯量与负载惯量相匹配。
3连续负载工作扭力≤马达额定扭力
4.马达最大输出扭力＞系统所需最大扭力（加速时扭力）
（2）选型计算：
1. 惯量匹配计算（JL/JM）
2. 回转速度计算（负载端转速，马达端转速）
3. 负载扭矩计算（连续负载工作扭矩，加速时扭矩。