松下伺服产品选型培训ppt

收益
高精度； 大调速范围； 快速响应---提高设备的运行速度； 我们可以认为： 伺服技术应用使得机械设备的整体性能得到 了大幅度的提高；
伺服系统解决方案1 伺服系统解决方案 单片机系统
比较1： 单片机控制---采用单片机为核心进行的汇编 设计程序，该系统只能为专用设备进行设计， 由于其程序的原因，其通用性受到了影响。
负载惯量 GDL
2是否低于马达转子惯量的
NO
3~5倍 YES
AC伺服马达选用流程（2/2）
计算加减速扭力（Ta、Td）
加速扭力（Ta)与 负载扭力（TL）合计在瞬间最大扭力 （T max）以下 YES 计算实效负载扭力（T rms）
NO
实际负载扭矩（T rms） 在额定扭力（TM）以下 YES 决定使用马达
伺服系统解决方案2 伺服系统解决方案 PLC+MOTION
PLC的非实时性，使得系统的响应不能及时; 此种模式的运动控制属三菱的PLC+MOTION 做的范围最广,其运动模组为一个模组控制一 台电机,而松下的FP可以进行两台电机的控制;
伺服系统解决方案3 伺服系统解决方案 PC-BASED
此种模式的控制以台湾研祥为代表,其PCBASED产品,以其运动控制模组进行控制,这 种控制模式比较优势在于: 相对PLC而言,为实时控制; 可以比较容易的开发基于WINDOWS的应用 界面.
负载扭力及负载惯量计算公式
1、回转体 A、负载扭力TL（N▪ m）
负载扭力及负载惯量计算公式
B、负载惯量JL（kg▪ m） （以马达轴换算回转运动部分的惯量） 减速机入力侧的回转运动部分
（实心圆柱）
（空心圆柱）
减速机出力侧的回转运动部分
负载扭力及负载惯量计算公式
2、螺杆（水平） A、负载扭力TL（N▪ m）
客户需求分析要点
如何了解客户需求,即我们需要掌握那些要点才能使 我们能够为客户提供准确的系统应用设计? 1.轴控数 2.轴功率,扭力计算所需参数 3.系统精度与速度要求 3. 4.功能要求 一般的功能要求包含: 参数设置 状态监控 显示要求
需求分析要点
5.马达惯量,转速,变比(了解传动元件,如丝杆, 同步带之变比) 6.输入输出点数量,类型,模拟量要特别关注. 7.同步要求 8.动作过程的描述
2、回转速度 负载端回转速度
3、负载扭矩
伺服马达容量选择范例
4、负载惯量 螺杆部分
联轴器部分
直线运动部分
马达轴换算负载惯量
伺服马达容量选择范例
5、负载运行能量（P0）
6、负载启动能量（Pa）
伺服马达容量选择范例
7、选定伺服马达条件 ☻负载扭力（TL）＜马达额定扭力 ☻Pa+P0＜1~2倍马达额定输出功率 ☻NM≤马达最大转速 ☻负载惯量（JL）＜3~5倍马达转子惯量 依条件选定： □ 选定马达的规格：（□） ☻马达额定输出功率=□（W） ☻马达额定转速=□（rpm） ☻马达额定扭力=□（N▪ m） ☻瞬间最大扭力=□（ N▪ m） ☻马达转子惯量=□（kg▪m2）
编码器选用
假设PE=2500(p/rev) 丝杆导距PB=20mm 减速比R=1 则机械位置解析度(Resolution) =(PB．(1/R))/(PE．4) =0.002(mm) <机械定位精度±0.05(mm)
AC伺服马达选用流程（1/2）
伺服机构的确认（含减速比） 制作运转曲线（速度曲线） 计算回转速度 计算负载惯量（GDL2） 计算负载扭矩（TL） 选择伺服马达 1、增加减速机构 2 2、降低瞬间负载惯量（GDL2） GDL2 3、更改为容量更大的马达 4、变更运转曲线（速度曲线）
伺服马达容量选择范例
8、检查所选定的伺服马达 A、启动扭力检查（T p）
B、停止扭力检查（T s）
伺服马达容量选择范例
C、实际扭力检查（T rms）
外部回生电阻的选定
是由负载率、负载惯量、动作波形的三个对象来算 出回生电阻之概略值 1、依马达实效负载率来推定回生容量
2、依负载惯量来推定回生容量
B、负载惯量JL（kg▪m2） 直线运动部分
C、负载轴回转速度Nℓ（r/min）
负载扭力及负载惯量计算公式
2、螺杆（垂直） A、负载扭力TL（N▪ m）
B、负载惯量JL（kg▪m2） 直线运动部分
C、负载轴回转速度Nℓ（r/min）
伺服马达容量选择范例
伺服马达容量选择范例
伺服马达容量选择范例
PLC和PC-based的区别
PLC和PC-based两者在技术特点上存在明显区别。 PLC具有体积小、功耗低、抗干扰能力强；具有很 高的可靠性，其平均无故障率时间间隔 （MTBF） 可达50万、甚至100万个小时；具有简单直观的编 程模式(如梯形图)；具有内部实时时钟。而PCbased具有大运算能力；具有开放标准 的系统平台 和PCI接口；精美且低成本的显示技术；丰富的组 网能力。但系统的可靠性略差，如性能较好的IPC 的平均无故障时间间隔约5万小时。此外， PCbased虽然具有很强的CPU，但其多任务操作系统 是非实时的，所以程序的循环周期反而没有高性能 的PLC快。
伺服马达容量计算步骤及公式
5、计算负载运行能量（P0）
6、计算负载启动能量（Pa）
7、选定伺服马达条件 ☻负载扭力（TL）＜马达额定扭力 ☻Pa+P0＜1.5~2倍马达额定输出功率 ☻NM≤马达最大转速 ☻负载惯量（JL）＜3~5倍马达转子惯量
伺服马达容量计算步骤及公式
8、检查所选定的伺服马达 A、启动扭力检查（T p）
外部回生电阻的选定
3、依动作波形来推定回生容量
4、求出回生阻抗值
•谢 谢！
第四讲 伺服系统
系统的构成
上位机控制系统（包括PLC、PC机等） 人机界面 驱动（包括伺服驱动等）部分 执行机构（机械部分）
系统的构成
伺服驱动器 伺服电机
执行机构
人机界面
上位机
什么地方需要伺服？
按照应用分： 在传动控制中需要对速度与位置进行高精度 控制，并且动态响应速度要求比较高的环境； 按照行业分： 数控、印刷、包装机械这三个行业是主要的 应用；
雕 刻 机
木工雕刻机
等离子切割机
激光雕刻机
喷绘机
纸箱纵切机
高速电子轴（无轴）凹版印刷机
多梳经编机
数控拉舍尔经编机
RFB全幅衬纬型缝编机 全幅衬纬型缝编机
如何选定伺服马达（ 如何选定伺服马达（2⁄3 ）
减速机构的影响 1、转速：NM = Nt ×R 2、扭力：TL = Tℓ ×（1÷R） 3、惯量（GD²）：GD² L = GD² L ×（1÷R）²
如何选定伺服马达（ 如何选定伺服马达（3⁄3 ）
1、负载扭力 ◎加速扭力≦马达最大扭力 ◎连续实效负载扭力≦马达额定扭力 ◎消耗回生电力＜驱动器内回生容量 ◎负载扭力＜马达额定扭力 2、负载惯性矩＜3～5倍马达转子惯性矩 3、最大移动速度＜马达最大转速 4、负载率在85﹪以下 5、马达的扭矩特性
（变频器）
（旋转编码器）
（手持操作盒） （机床操作盒）
（分线盒I/O模组）
具体应用
切割机
７轴
MSMA 400W 1軸 MHMA 1.0KW 1軸 步进马达 3軸 直驱伺服马达 1軸 主轴马达 1軸
打孔机
X軸 Y軸 T軸 C軸
MDMA 2.5kW 1台 MGMA 4.5kW 1台 MDMA 1.5kW MSMA 400W 2台 1台
NO
机械传动方式
1、滚珠丝杆（螺杆）传动
应用场合：短距离移动、高精度 2、齿条及小齿轮传动
应用场合：较长距离移动
机械传动方式
3、时规皮带（同步带）传动
应用场合：大型搬运及精密机械 4、链条传动
应用场合：长距离高速运转
机械传动方式
5、滚轮送料
应用场合:为床机械定尺寸送料及切割机 6、台车传动
运转方向
如何选定伺服马达（ 如何选定伺服马达（1⁄3 ）
马达选用考虑因素 1、负载机构 2、动作模式 3、负载速度 4、定位精度 5、使用环境 马达选用的规格 1、马达容量（W） 2、马达额定转速（rpm） 3、额定扭矩及最大扭矩（N • m） 4、转子惯量（kg •㎡） 5、是否需要煞车（制动器） 6、体积、重量、尺寸
数控铣床
MＨＭA MＨＭA MＨＭA MＨＭA MSMA
３．０KＷ ３．０KＷ ４．０KＷ １．５KＷ ４００Ｗ
Ｘ軸 Ｙ軸 Ｚ軸 Ｃ軸 α軸
注塑机
MSMA 50W
2軸
单挤空自动充填结扎机
灌装机
本机广泛适用于白酒、黄酒、酱油、醋、调 味品、植物油、糖浆、矿泉水等可食性液体 以及农药化工类液体的灌装
EtherMAC工业以太网总线运动卡系统结构
运动控制器 以太 网卡 Ethernet 以太 网卡 TCP/IP 连接车间网络
进给电机 接口 伺服 驱动器 进给 电机
进给电机 接口 伺服 驱动器 进给 电机
...
主轴电机 接口 伺服 驱动器 主轴 电机
IO 接口
IO 接口
（RS232）
（CNC）
（伺服放大器） （伺服电动机）
启动扭力（T p） ＜瞬间最大扭力 B、停止扭力检查（Ts）
停止扭力（T s） ＜瞬间最大扭力
伺服马达容量计算步骤及公式
C、实际扭力检查（Trms）
实际扭力（T rms）＜额定扭力
பைடு நூலகம் 伺服马达容量计算相关公式
1、移动量ℓ（m）
当t a=td， 2、马达轴回转速度NM（r/min） 3、最小启动时间tam（s） 4、最小制动时间t dm（s）
1、旋转运动 通常应用于分度盘 2、水平运动
3、垂直运动 通常应用于机械升降 轴、机械手臂上下轴
伺服马达容量计算步骤及公式
1、绘制速度曲线图
伺服马达容量计算步骤及公式
2、计算回转速度 A、负载端回转速度（Nℓ） Nℓ=依据机械构成而变化 B、马达端回转速度（NM） NM = Nℓ×R 3、计算负载扭力（TL） TL =依据机械构成而变化 4、计算负载惯量（JL） JL =依据机械构成而变化
伺服系统解决方案4 伺服系统解决方案 运动控制卡
专用的运动控制卡,这种方式的变化范围比较大,其 产品的层次跨度比较大 美国PAMC的运动控制卡应用于精密控制,苏州钧信 , 代理该品牌之运动控制卡,同时苏州钧和也做瑞士某 知名品牌之运动控制卡. 此种运动控制卡为基于PC总线结构的控制卡,其工作 为插在PC总线上进行运动控制,总线结构可能是PCI 或者STD工业总线结构.
应用领域
加工 FA机 医疗 机器 自动 半导 部件 纺织 机械 械 机械 人 组装 体制 组装 机械 机 造
加工中 心 铣床 车床 磨床 数控机 床 食品加 工 食品包 装 自动仓 库 搬运机 械 印刷机 械 挤压成 型机 CT设备 人造器 官 弧焊机 器人 点焊机 器人 搬运机 器人 喷涂机 器人 绕线机 自动生 产线 晶片机 械 清洗设 备 CVI（化 学气相 沉积） 设备 芯片安 装 插装机 焊接机 编织机 纺织设 备