伺服电机的最大加速度计算
[说明]电机转动惯量匹配
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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。
伺服加减速时间计算公式
伺服加减速时间计算公式伺服加减速时间计算公式是指计算伺服电机加速到最大速度和减速到停止所需要的时间。
在伺服系统中，加减速时间非常重要，它直接影响了系统的响应速度和精度。
下面我们将详细介绍伺服加减速时间计算的公式和相关的原理。
伺服电机加速到最大速度所需要的时间可以使用以下公式来计算：Tacc = ωmax / a其中，Tacc表示加速时间，ωmax表示电机的最大转动速度，a表示电机的最大加速度。
这个公式的意思是，加速时间等于最大速度除以最大加速度。
伺服电机从最大速度减速到停止所需要的时间也可以使用类似的公式来计算：Tdec = ωmax / d其中，Tdec表示减速时间，d表示电机的最大减速度。
这个公式的意思是，减速时间等于最大速度除以最大减速度。
需要注意的是，这里的最大减速度d与最大加速度a不一定相等。
在实际应用中，电机的加速度和减速度往往是不同的，这是为了避免过冲现象的发生。
将加速时间和减速时间相加，可以得到伺服电机从停止加速到最大速度再减速到停止所需要的总时间。
Ttotal = Tacc + Tdec伺服加减速时间的计算公式可以帮助我们在设计和选择伺服系统时进行参数的优化。
一般来说，加减速时间越短，系统的响应速度就越快，但同时也会对电机和负载施加更大的力矩和压力，可能导致系统的精度下降。
因此，在实际应用中需要综合考虑系统的要求和限制，根据实际情况来选择合适的加减速时间。
除了以上介绍的加减速时间计算公式外，还有其他的一些影响参数，例如负载的摩擦系数，系统的机械传动效率等，这些参数也会对伺服加减速时间产生影响。
在实际应用中，我们需要根据具体情况进行参数的测量和估算，从而得到更准确的加减速时间。
总结：伺服加减速时间计算公式是根据电机和负载的相关参数来计算的，可以帮助我们在伺服系统设计和选择时进行参数的优化。
加减速时间的选择需要综合考虑系统的要求和限制，以及其他影响参数的因素。
在实际应用中，我们需要对参数进行测量和估算，从而得到更准确的加减速时间。
伺服电机选型计算
伺服电机选型计算
1.负载惯量计算
负载惯量是指负载的转动惯量，计算方式为质量乘以质心距离平方。
负载惯性大会对电机的加速度和精度要求产生一定的影响。
伺服电机需要
具备足够的能力来加速和控制负载。
负载惯量的计算公式为：
J=m*r^2
其中，J表示负载的转动惯量，m表示负载的质量，r表示负载的质
心距离。
根据实际情况确定负载的质量和质心距离，可以估算负载的转动惯量。
2.加速度计算
加速度是指负载达到一定速度所需的时间。
加速度较大可以提高生产
效率，但可能会引起震动和噪音。
确定合适的加速度需要根据应用需要进
行权衡。
加速度的计算公式为：
a=(ωf-ωi)/t
其中，a表示加速度，ωf表示最终速度，ωi表示初始速度，t表示
加速时间。
3.扭矩计算
扭矩是伺服电机提供的力矩，其大小决定了电机的最大负载能力。
根据应用需求可以计算出负载所需的最大扭矩。
扭矩的计算公式为：
T=J*α
其中，T表示所需的最大扭矩，J表示负载的转动惯量，α表示加速度。
4.功率计算
功率是指电机输出的机械功率，也是伺服电机选型的一个重要参数。
根据应用需求可以计算出对应负载的最大功率。
功率的计算公式为：
P=M*ω
其中，P表示功率，M表示扭矩，ω表示角速度。
5.速度计算
速度是指电机的转速，根据应用需求可以计算出所需的最大速度。
速度的计算公式为：
V=ω*r
其中，V表示速度，ω表示角速度，r表示负载的质心距离。
伺服基本原理及伺服选型计算
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举例计算3
1. 计算折算到电机轴上的负载惯量 重物折算到电机轴上的转动惯量JW = M * ( PB / 2π)2
= 200 * (2 / 6.28)2
= 20.29 kg.cm2 螺杆转动惯量JB = MB * DB2 / 8
= 40 * 25 / 8
= 125 kg.cm2 总负载惯量JL = JW + JB = 145.29 kg.cm2 2. 计算电机转速 电机所需转速 N = V / PB = 30 / 0.02 = 1500 rpm
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伺服选型原则
• • • • 连续工作扭矩 < 伺服电机额定扭矩 瞬时最大扭矩 < 伺服电机最大扭矩 (加速时) 负载惯量 < 3倍电机转子惯量 连续工作速度 < 电机额定转速
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举例计算1
已知：圆盘质量M=50kg，圆盘直径 D=500mm，圆盘最高转速60rpm， 请选择伺服电机及减速机。
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举例计算3
3. 计算电机驱动负载所需要的扭矩 克服摩擦力所需转矩Tf = M * g * µ * PB / 2π / η = 200 * 9.8 * 0.2 * 0.02 / 2π / 0.9 = 1.387 N.m 重物加速时所需转矩TA1 = M * a * PB / 2π / η = 200 * (30 / 60 / 0.2) * 0.02 / 2π / 0.9 = 1.769 N.m 螺杆加速时所需要转矩TA2 = JB * α/ η = JB * (N * 2π/ 60 / t1) / η = 0.0125 * (1500 * 6.28 / 60 / 0.2) / 0.9 = 10.903 N.m 加速所需总转矩TA = TA1 + TA2 = 12.672 N.m
伺服电机选型计算公式
1 引言现代机电行业中经常会碰到一些复杂的运动，这对电机的动力荷载有很大影响。
伺服驱动装置是许多机电系统的核心，因此，伺服电机的选择就变得尤为重要。
首先要选出满足给定负载要求的电动机，然后再从中按价格、重量、体积等技术经济指标选择最适合的电机。
设计时进给伺服电机的选择原则是：首先根据转矩－速度特性曲线检查负载转矩，加减速转矩是否满足要求，然后对负载惯量进行校合，对要求频繁起动、制动h的电机还应对其转矩均方根进行校合，这样选择出来的电机才能既满足要求，又可避免由于电机选择偏大而引起的问题。
本文主要叙述了针对VMC 750立式加工中心的功能要求和规格参数，对各轴的伺服电动机进行计算选择，确定FANUC伺服电动机的型号和规格大小，并给出数据表。
同时在论文中简述了各数据的计算公式以及数据计算例子。
让读者能够直观的了解VMC750的伺服电机的数据信息，并知道如何根据一台加工中心的功能要求和规格参数进行数据计算，来选择合适的伺服电机。
2.选择电动机时的必要计算在伺服电机选型计算当中其主要数据包括：负载/ 电机惯量比，加减速力矩，切削负载转矩，连续过载时间等几方面的内容，本节内容便为大家简述了以上重要数据的计算方式。
2．1 负载/ 电机惯量比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，伺服系统参数的调整跟惯量比有很大的关系，若负载电机惯量比过大，伺服参数调整越趋边缘化，也越难调整，振动抑制能力也越差，所以控制易变得不稳定；在没有自适应调整的情况下，伺服系统的默认参数在1~3 倍负载电机惯量比下，系统会达到最佳工作状态，这样，就有了负载电机惯量比的问题，也就是我们一般所说的惯量匹配，如果电机惯量和负载惯量不匹配，就会出现电机惯量和负载惯量之间动量传递时发生较大的冲击；下面分析惯量匹配问题。
TM - TL = ( JM + JL ) α（1）式中，TM———电机所产生的转矩；TL———负载转矩；JM———电机转子的转动惯量；JL———负载的总转动惯量；α———角加速度。
伺服电机 惯量匹配和最佳传动比
伺服电机惯量匹配和最佳传动比L1 功率变化率惯量匹配和最佳传动比 伺服电机的基本功能就是将输入的电功率快速的转换为机械功率输出。
功率转换的越快，伺 服电机的快速性越好。
功率转换的快速性用功率变化率（dP/dt ）来衡量：P=T ·ωT=J ·d ω/dtdP/dt=d(T ·ω )/dt=T ·d ω/dt=T ·T/J dP/dt=T 2/J伺服电机以峰值转矩Tp 进行加/减速运动时的功率变化率最大：(dP/dt)max=Tp 2/Jm通常用理想空载时伺服电机的功率变化率来衡量伺服电机的快速性。
衡量伺服电机快速性的性能指标还有：转矩/惯量比：Tp/Jm= d ω /dt最大理论加速度：（d ω /dt ）max= Tp/Jm这些指标都是单一衡量伺服电机加速性能的指标。
2 惯量匹配伺服系统要求伺服电机能快速跟踪指令的变化。
对一个定位运动而言，就是要求以最短的时 间到达目标位置。
换一种说法，就是在直接驱动负载的定位过程中，负载以最大的功率变化 率将输入功率转换为输出功率。
伺服电机驱动惯性负载J L 的加速度、加速转矩计算如下：负载的加速度（系统加速度）：d ω /dt=Tp/(Jm+J L ) 负载的加速转矩：T L = J L ·d ω /dt= J L ·Tp/(Jm+J L ) 负载的功率变化率为：dP L /dt=T 2/JdP L /dt= J L 2·Tp 2/(Jm+J L )2/J L = J L ·Tp 2/(Jm+J L )2LL L 从式中可以看出：J L 远大于Jm 时：dP L /dt= Tp 2/J L ，负载惯量越大，负载的功率变化率越小。
J L 远小于Jm 时：dP L /dt= J L ·Tp 2/Jm ，负载惯量越大，负载的功率变化率越小。
负载惯量J L 相对电机惯量 Jm 变化时，负载的功率变化率存在一个最大值。
伺服电机的最大加速度计算
伺服电机的最大加速度计算
要计算伺服电机的最大加速度，需要考虑以下几个因素：
1.电机参数：伺服电机的参数包括电机转矩常数、电机惯量等。
这些
参数直接影响电机的加速度能力。
2.电机驱动器的选择：驱动器的性能特点包括最大加速度、最大速度等。
这些特性也影响伺服系统的最大加速度。
3.载荷特性：载荷质量、摩擦力等也会影响伺服系统的加速度。
下面介绍一些常见的方法来计算伺服电机的最大加速度：
方法一：根据牛顿第二定律
根据牛顿第二定律，加速度等于力和质量的比值。
所以可以通过计算
电机产生的最大转矩和负载的质量，来得到伺服电机的最大加速度。
加速度=最大转矩/负载质量
其中，最大转矩可以通过电机的参数手册或者实际测试获得，负载质
量可以通过称重或者其他方式得到。
方法二：根据电机转矩常数和电机惯量
加速度=转矩常数/惯量
这种方法只需要知道转矩常数和惯量，可以直接从电机参数手册获得。
方法三：根据伺服驱动器的最大加速度
可以通过查找驱动器的规格书来获取其最大加速度的数值。
需要注意的是，以上方法只是一些常见的计算伺服电机最大加速度的
方法，具体的计算方法还需根据具体的电机和应用来确定。
在实际设计中，考虑到实际情况和稳定性等因素，也需要对计算结果进行适当的修正。
此外，在设计伺服系统时还需要考虑到系统的其他因素，如最大速度、控制精度等，以综合评估伺服系统的性能和控制要求。
伺服电机加加速度计算公式
伺服电机加加速度计算公式伺服电机是一种能够通过控制系统精准控制运动的电机，其在工业自动化、机器人、航空航天等领域有着广泛的应用。
在伺服电机的运动控制中，加速度是一个重要的参数，它决定了电机在运动过程中的加速和减速情况，直接影响到系统的运动性能和稳定性。
因此，对于伺服电机的加加速度计算公式的研究具有重要意义。
在伺服电机的运动控制中，加速度是指速度随时间的变化率，通常用a表示。
在直线运动中，加速度的计算公式为：a = (v u) / t。
其中，v表示电机的最终速度，u表示电机的初始速度，t表示加速时间。
这个公式适用于匀加速运动的情况，即在加速过程中速度均匀增加。
在实际的伺服电机控制中，通常会考虑到电机的惯性和负载的影响，因此加速度的计算公式需要进一步进行修正。
在考虑惯性和负载的情况下，加速度的计算公式可以表示为：a = (F Fr) / m。
其中，F表示电机所受的合力，Fr表示摩擦力，m表示电机的质量。
这个公式考虑了电机的惯性和负载对加速度的影响，可以更准确地描述电机的加速过程。
除了直线运动的情况，伺服电机还经常用于旋转运动。
在旋转运动中，加速度的计算公式为：α = (ωω0) / t。
其中，α表示角加速度，ω表示电机的最终角速度，ω0表示电机的初始角速度，t表示加速时间。
这个公式描述了电机在旋转运动中的加速情况，同样也适用于匀加速旋转运动的情况。
在实际的伺服电机控制中，通常会考虑到电机的惯性和负载的影响，因此角加速度的计算公式也需要进行修正。
在考虑惯性和负载的情况下，角加速度的计算公式可以表示为：α = (ττf) / I。
其中，τ表示电机所受的合力矩，τf表示摩擦力矩，I表示电机的转动惯量。
这个公式考虑了电机的惯性和负载对角加速度的影响，可以更准确地描述电机的旋转加速过程。
在实际的伺服电机控制中，加加速度是一个重要的参数，它决定了电机在运动过程中的加加速和减减速情况，直接影响到系统的运动性能和稳定性。
伺服传动的应用计算
伺服传动的选型计算案例1：丝杠直线传动已知条件（负载质量m=5KG，丝杠传动导程p=10mm，工位移载行程s=1000mm，移载所需时间2.2s）据上述要求旋转一款合适的伺服电机。
解析：1. 首先一般伺服电机的额定转速为n=3000转，运动过程可视为恒扭矩传动x0.01=0.5 m/s∴ 丝杠传动的最快直线速度 ν=300060V (m/s)0.5 m/s0 t1 t2 t3 t ( s)加减速过程的速度变化图为了方便计算，可设定减速与减速时间相等均为t，最终匀速为0.5m/s∴s=1at2x2+0.5(2.2−2t)=1m2∴可得：1.1−0.5t= 1 得t=0.2s，则a=2.5 m/s22.根据需要的加速度可推算所需要的丝杠的轴向推力，从而推算出所需的扭矩已知负载质量：M=5kg，且经上推算的加速度a=4 m/s2(暂定)根据 F=m.a=5x2.5=12.5N （F为丝杠轴向推力）还可以根据丝杠传动电机扭矩与轴向力之间转换关系：T∗2∗π∗η=F∗p （T为电机扭矩，η为效率可取0.9）T =FP2πη=12.5x0.015.652= 0.0221 Nm3.根据需要出的扭矩再反推出所需电机的功率： ∴ 根据功率扭矩之间的转换公式： T =9550∗p n反推得出P =T∗n 9550=0.0221x30009550=0.00695 kw = 6.95w从扭矩的角度100W 以下的伺服电机都能满足要求4.伺服电机是精确定位的马达，不能只满足驱动扭矩，还需从惯量上去校核够不够, (丝杠φ15，长度1100)： 丝杠传动系的惯量：J=J 1负载+J 2丝杠（可得其惯量0.426 x10−4 kgm 2) J 1=m ∗r 2=5x(p 2π)2=5x(0.159）210−4 kgm 2=0.1267x10−4 kgm 2∴ J=（0.426+0.1267）x10−4 kgm 2=0.5527 x10−4 kgm 2所以可得总负载的惯量为0.5527 x10−4 kgm 25.电机所需承受的总惯量已得知，则需要查询所选电机的惯量参数，这里以三菱电机为例由三菱电机属性的惯量匹配比为15~25，则可得：J 电机=0.552720=0.0276 ∴ 可得100W 的电机惯量太小，尽管扭矩够了，但是不能很精准地控制负载的定位所以应该选用HF-MP23G1(K9020)案例2：同步带直线传动已知条件（负载质量m=5KG，同步带轮直径d=50mm，工位移载行程s=1000mm，移载所需时间2s）据上述要求旋转一款合适的伺服电机。
伺服电机、步进电机、丝杠、导轨的计算选择
伺服电机的选择伺服电机：伺服主要靠脉冲来定位，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移；可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。
伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。
伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。
闭环半闭环：格兰达的设备用伺服电机都是半闭环，只是编码器发出多少个脉冲，无法进行反馈值和目标值的比较；如是闭环则使用光栅尺进行反馈。
开环步进电机：则没有记忆发出多少个脉冲。
伺服：速度控制、位置控制、力矩控制增量式伺服电机：是没有记忆功能，下次开始是从零开始；绝对值伺服电机：具有记忆功能，下次开始是从上次停止位置开始。
伺服电机额定速度3000rpm，最大速度5000 rpm；加速度一般设0.05 ~~ 0.5s计算内容：1.负载(有效)转矩T<伺服电机T的额定转矩2.负载惯量J/伺服电机惯量J< 10 (5倍以下为好)3.加、减速期间伺服电机要求的转矩 < 伺服电机的最大转矩4.最大转速<电机额定转速伺服电机：编码器分辨率2500puls/圈；则控制器发出2500个脉冲，电机转一圈。
1.确定机构部。
另确定各种机构零件（丝杠的长度、导程和带轮直径等）细节。
典型机构：滚珠丝杠机构、皮带传动机构、齿轮齿条机构等2.确定运转模式。
（加减速时间、匀速时间、停止时间、循环时间、移动距离）运转模式对电机的容量选择影响很大，加减速时间、停止时间尽量取大，就可以选择小容量电机3.计算负载惯量J和惯量比（x10−4kg.m2）。
根据结构形式计算惯量比。
负载惯量J/伺服电机惯量J< 10 单位（x10−4kg.m2）计算负载惯量后预选电机，计算惯量比4.计算转速N【r/min】。
根据移动距离、加速时间ta、减速时间td、匀速时间tb计算电机转速。
FANUC伺服电机中文参数说明
FANUC伺服电机中文参数说明1.功率参数：FANUC伺服电机的功率参数通常以千瓦（kW）为单位表示。
这是指电机能够输出的最大功率，也是电机的核心参数之一、功率越高，电机的输出能力越强。
2.额定转速：FANUC伺服电机的额定转速是指电机在额定电压和电流下能够运转的最高转速。
额定转速与电机的构造和设计密切相关，对于不同型号的电机可能会有所不同。
3.额定电压：FANUC伺服电机的额定电压是指电机运行所需的电压值。
通常以伏特（V）为单位表示。
额定电压决定了电机的运行参数和性能，不同的应用需求可能需要不同的额定电压。
4.额定电流：FANUC伺服电机的额定电流是指电机在额定电压下所需的电流值。
通常以安培（A）为单位表示。
额定电流决定了电机的负载能力和驱动能力，在选择适合的驱动器时需要考虑电机的额定电流。
5.额定转矩：FANUC伺服电机的额定转矩是指电机在额定电流下所能提供的最大转矩。
通常以牛顿·米（Nm）为单位表示。
额定转矩是评估电机驱动能力和动力性能的关键参数。
6. 包络尺寸：FANUC伺服电机的包络尺寸是指电机外形的尺寸，一般以毫米（mm）为单位表示。
根据应用需求，需要选择适合的电机尺寸以适应空间限制。
7.加速度：FANUC伺服电机的加速度是指电机在单位时间内能够改变其转矩和转速的能力。
通常以每秒平方（m/s^2）为单位表示。
加速度决定了电机的响应速度和动态性能。
8. 轴径：FANUC伺服电机的轴径是指电机输出轴的直径。
通常以毫米（mm）为单位表示。
轴径决定了电机的安装方式和接口形式，需要根据具体应用需求选择合适的电机轴径。
9. 支持通讯协议：FANUC伺服电机通常支持多种通讯协议，如FANUC伺服协议、EtherNet/IP、Modbus等。
这些通讯协议能够使电机与上位设备进行联动控制和数据传输。
10.配件附件：在使用FANUC伺服电机时，还可以选择各种配件附件，如编码器、刹车器、温度传感器等，以实现更精确的运动控制和故障保护。
数控铣床伺服进给系统的设计计算与验证
数控铣床伺服进给系统的设计计算与验证【摘要】本文阐述了半闭环伺服进给系统设计计算的一般方法，着重介绍了伺服电机选型，主要技术参数的计算，转矩、惯量、加速能力的匹配校验及优化，定位精度的计算和校验，并附以实例设计计算及试验验证。
【关键词】伺服进给；设计计算；电机选型；参数匹配；定位精度计算及校验高速化、高精度是当今数控机床、加工中心发展方向，对机床定位精度、重复定位精度、快速响应特性提出了更为严格的要求。
合理设计伺服进给系统各项技术参数，是确保机床高可靠性、高稳定性、高精度、高品质必要条件。
1.伺服进给系统设计计算目前，一般数控机床多为半闭环控制，其进给系统设计计算，主要是在确保定位精度前提下，合理设计各项技术参数,主要包括：1、伺服电机的选型；2、转矩、惯量、加速能力的匹配校验及优化；3、定位精度的验算；4、最大死区误差是否符合定位精度的指标。
1.1伺服电机的选型⑴伺服电机最高转速nmax，其计算式为：nmax=k·(r/min) (1)式中：Vm—快进速度，m/mini—传动减速比，ｉ＝ｎ电机／ｎ丝杆S—丝杆螺距，mk—裕度系数（取1～1.5）⑵额定输出转矩Ｍｄ，其计算式为：Ｍｄ≥ＭＬＭＬ=ＭＶ+ＭＲ(2)式中：ＭＬ—伺服系统的静态转矩ＭＶ—切削负载转矩ＭＲ—整个系统的摩擦转矩①由切削力引起的折算到电机轴的切削负载转矩估算(a)X、Y轴向进给力的计算：最大圆周铣削力Ｆｃ,计算公式（不对称逆铣时为最大）：Ｆｃ式中：Ｍｍａｘ—主轴最大切削扭矩，D—刀具直径不对称铣削分力的计算公式：进给方向上的分力FH FH=0.9FC垂直于进给方向上的分力FV FV=0.7FC轴向分力Fa Fa=0.55FCX向进给力计算：Ｑｘ＝ＫＰＸ+μ０（ＰＺ+Ｐｙ＋ＧＸ）(3)Y向进给力计算：Ｑｙ＝ＫＰｙ+μ０（ＰＺ+Ｐｘ＋Ｇｙ）(4)式中：Px、Py、Pz分别为沿导轨运动方向、法向和铅垂方向的切削分力：ＰＸ＝ＦＨ;Ｐｙ＝ＦＶ;ＰＺ＝ＦａＧＸ、Ｇｙ—分别为x轴和y轴移动部件的重量μ０—当量磨擦系数，贴塑导轨μ０＝０．０４K—颠覆力矩影响系数，矩形导轨K=1.1，燕尾导轨Ｋ＝1.4(b) Z向进给力的估算(以钻孔时为最大):其计算式为：FZ=CPDXpSYpＫσ式中：系数项CP=831 ；XP= 1 ；YP=0.7D—刀具直径，mmS—每转进给量，mm/rＫσ—工件材料的修正系数，Ｋσ=（）0.75；σb—工件强度极限Z轴采用矩形贴塑导轨时，轴向进给力ＱＺ估算：ＱＺ=KFZ+μ０P (5)式中：K—颠覆力矩影响系数,取值同前FZ—Ｚ向进给力μ０—导轨当量磨擦系数，贴塑导轨μ０＝０．０４P—铣头压板对导轨面的正压力(c)进给力引起折算至电机轴的切削负载转矩ＭＶ：ＭＶ= (6)式中：Q—轴向进给力，N（Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚ为别为X、Y、Z轴向进给力）S—丝杆导程，mη—机械传动效率ｉ—传动减速比②系统的摩擦转矩ＭＲ由以下几部分组成：ＭＲ=ＭＲｆ+Ｍ０+ＭＲＳＬ(7)(a)由导轨摩擦阻力所产生的阻转矩ＭＲｆＭＲｆ=μ０·［（ｍｗ＋ｍｔ）·ｇ＋Ｆｖｔ］式中：μ０—导轨摩擦系数，贴塑导轨取0.02～0.06，滚动导轨取0.003～0.01ｍｗ—最大工件重量，kgｍｔ—移动部件重量，kgg—重力加速度，ｍ／ｓ２Ｆｖｔ—切削力在工作台垂直方向分量，NS—丝杆螺距，m(b)滚珠丝杆预紧引起的折算到马达轴上的附加摩擦转矩Ｍ０Ｍ０＝（１－η）式中：Ｐ０—滚珠丝杆预加载荷，NS—丝杆螺距，mη—传动链总效率ｉ—齿轮降速比η０—滚珠丝杆未预紧时的效率，一般η０≥０．９(c)滚珠丝杆支承轴承采用向心推力球轴承，其磨擦转矩ＭＲＳＬＭＲＳＬ=·μＳＬ·ｄｍ·Ｆａｖｌ式中：μｓｌ—轴承摩擦系数，取0.002～0.005ｄｍ—轴承内径，mＦａｖｌ—轴承轴向载荷，N对于径向轴承其摩擦阻转矩很小可忽略⑶按计算所得电机最大转速ｎｍａｘ和最大静态转矩ＭＬ，初选相应的伺服电机。
丝杆伺服电机选型计算
丝杆伺服电机选型计算
1.负载要求
负载要求是选型计算的首要考虑因素之一、负载包括工件的质量、摩擦力、惯性力等。
根据负载要求，可以计算出所需的最大扭矩。
最大扭矩的计算公式为：
最大扭矩=(重力力矩+摩擦力矩+加速度力矩)×安全系数
其中安全系数一般取1.5-2
2.速度要求
速度要求是选型计算的第二个重要因素。
速度要求可以根据工作环境和工作要求来确定。
根据速度要求，可以计算出所需的最大转速。
最大转速的计算公式为：
最大转速=工作行程/执行时间+额外增加的时间
其中额外增加的时间一般取10-20%。
3.加速度要求
加速度要求也是选型计算的重要因素之一、加速度要求可以根据工作要求和加速度时间来确定。
根据加速度要求，可以计算出所需的最大加速度。
最大加速度的计算公式为：
最大加速度=(最大速度-初始速度)/加速时间
4.环境条件
环境条件包括工作温度、湿度、振动等因素。
根据不同的环境条件，可以选择适合的保护等级的丝杆伺服电机。
在实际计算过程中，我们可以利用自动计算工具来完成丝杆伺服电机的选型计算。
自动计算工具可以根据输入的负载要求、速度要求、加速度要求等参数，自动计算出适合的丝杆伺服电机选型。
这样可以大大提高选型计算的效率和准确性。
总之，通过丝杆伺服电机选型计算，可以选择到适合的电机型号和参数，满足实际应用的需求。
自动计算工具可以帮助我们快速而准确地完成选型计算，提高工作效率。
在进行选型计算时，还需考虑到实际应用的要求和其他因素，以保证选型的准确性和可靠性。
伺服电机选型参数计算表
参数名称 质量 平衡质量 平衡力 丝杠直径 丝杠导程 丝杠长度 减速比 其他惯量 摩擦系数 切削力 机械效率 倾斜角 最大进给速度 最大加速度
参数名称 电机一转移动量 电机最大转速 质量折算惯量 丝杠折算惯量 其他惯量 负载惯量 摩擦扭矩 重力扭矩 空载扭矩 切削扭矩 负载扭矩 加速扭矩
值 63% 5% 5%
型参数计算表
参数
型变量表
0.51991 0
12.8436
备注 包括工作台及工作台的负载质量
丝杆转动一圈的距离 主要包括电机到丝杠间减速机构在电机轴端的折算惯量 根据实际机械情况设定，一般滚动导轨为0.05，滑动导轨为0.1 无法确定可暂设为0，电机选型时根据空载扭矩比率进行选型
基本参数
值
500
0
0
40
0.04
6
0.006
500
0.5
1
0
0.1
0.9 0 8 5
P N J11 J12 J13 J1 Tf Tg Tm Tc Tmc Tmax
单位 m/rev rev/min kgm2 kgm2 kgm2 kgm2
Nm Nm Nm Nm Nm Nm
值 0.006 1333 0.00046 0.001
型号 参数 惯量 扭矩 最大扭矩 电机最高转速
参数 负载惯量比 空载扭矩比率 负载扭矩比率 最高转速 加速扭矩
m mb Fb
d Pb
l 1/z J13
u Fc
θ V amax
单位 kg kg N mm mm/rev mm 1/ kgm2 N ° m/min m/sec2
水平轴 丝杠
伺服电机选型参数计算表
0 0.00146 0.5199
简单滚珠丝杆伺服选型与计算
•
联轴器外径DC=0.04m; 磨擦系数: u =0.3
•
加速时间t0 =0.1s; 机械效率n=0.9则计算过程如下:
•
(1) 电机转速: N=V/PB=5.0/0.01=500(rpm) (2) 克服磨擦力需要的扭矩:
f PB ＝ TL 2 η, f －摩擦力 f＝ µMg
TL=MgµPB/(2 η)=50x9.8x0.3x0.01/(2 x0.9)=0.26N.m (3)根据前面的计算公式得出负载惯量为
圆柱体惯量计算: 实心圆柱体: JK= ( /32)ρLD4=0.5MR2
空心圆柱体: JK= ( /32)ρL(D04-D14)=0.5M(R02-R12)
各种传动机构下负载的惯量计算
下面是几种常见传动方式下负载的惯量计算。 一. 直接驱动
JT: 负载折算到电机转= JL+JM
伺服的选型
伺服系统由伺服驱动器和伺服电机组成，其中最 关键的又是伺服电机的确定，伺服电机型号的确定可 以通过下列方法：
1. 电机最大转速＞系统所需之最高移动转速。 2. 电机的转子惯量与负载惯量相匹配。 3. 连续负载工作扭力≦电机额定扭力 4. 电机最大输出扭力＞系统所需最大扭力（加速 时扭力） 总结：扭矩、速度达到系统要求，转子惯量与负 载惯量相匹配。
Ts=(JL+JM) β
β =2 *N/60t0 =523.6 rad/s2
Ts=0.0984+523.6JM(N.m) (5)最终计算的电机扭矩
负载扭矩: TL=0.26(N.m) 产生加速度所需扭力: Ts=0.0984+523 .6JM (N.m)
必须扭矩 T=（TL+TS)x S, S为安全系数, 一般为2～3 TM= (0.26+0.0984+523.6JM)x2 =(0.36+523.6JM)x2 =(0.36+0.575)x2=1.87(N.m)
伺服驱动器8大参数设置
伺服驱动器8大参数设置伺服驱动器是一种用于控制伺服电机的装置，通过调节驱动器的参数来实现对电机运行的控制。
不同的参数设置对于电机的性能和运行效果有着直接的影响，因此了解并正确设置这些参数十分重要。
以下是伺服驱动器的八大参数设置。
1.角度标定参数：这些参数用于标定伺服电机的转动角度，通常包括电机的旋转方向、偏移和零点位置等信息。
正确设置这些参数可以保证电机的运行方向和精确度。
2.速度参数：这些参数用于控制伺服电机的运行速度，包括最大速度、加速度和减速度等信息。
通过正确设置这些参数，可以实现电机在不同速度下的稳定运行和高效控制。
3.位置参数：这些参数用于控制伺服电机的位置控制，包括位置偏移、位置误差和位置补偿等信息。
正确设置这些参数可以实现电机的准确定位和稳定控制。
4.力矩参数：这些参数用于控制伺服电机的输出力矩，包括最大力矩、力矩响应和力矩误差等信息。
通过正确设置这些参数，可以实现电机对外部负载的稳定输出和精确控制。
5.反馈参数：这些参数用于控制伺服电机的反馈信号，包括位置反馈、速度反馈和力矩反馈等信息。
正确设置这些参数可以实现电机的闭环控制和精确的运动控制。
6.控制参数：这些参数用于控制伺服电机的控制模式和控制策略，包括位置控制、速度控制和力矩控制等信息。
通过正确设置这些参数，可以实现不同的控制方式和控制策略。
7.过流参数：这些参数用于控制伺服电机的过流保护和限流功能，包括过流保护电流、过流保护时间和限流系数等信息。
正确设置这些参数可以保护电机免受过流损坏，并提高电机的使用寿命。
8.报警参数：这些参数用于控制伺服电机的报警功能，包括故障报警、过载报警和过热报警等信息。
通过正确设置这些参数，可以及时检测和处理电机的故障和异常情况，保证电机的安全和可靠运行。
在设置伺服驱动器的参数时，需要根据具体的应用需求和电机的性能要求来进行调整。
同时，还需要注意参数设置的合理性和稳定性，避免出现意外的故障和不稳定的运行情况。
伺服机构的基本计算
No.020 伺服机构的基本计算（产品培训资料之二）2伺服机构的基本计算2.1伺服机构计算中常用的物理量极其单位2.1.1直线运动●位移L：运动物体移动的距离。
公制单位为米（m）。
常用单位有毫米（mm = 10-3m），微米（μm = 10-6m）；英制单位为英尺（ft）。
常用单位有英寸（in = ft/12）。
●速度V：位移对时间的变化率。
对匀速运动而言，是单位时间内移动的距离。
公制单位为米/秒（m/s）。
常用单位有米/分（m/s = 60 m/min），毫米/分（m/min = 60000 mm/s）。
公制单位为英尺/秒（ft/s）。
常用单位有英尺/分（ft/min），英寸/分（in/min）。
●加速度A：速度对时间的变化率。
对匀加速运动而言，是单位时间内速度的变化。
公制单位为米/秒2（m/s2）。
常用单位有毫米/秒2（mm/s2= 10-3m/s2）；英制单位为英尺/秒2（ft/s2）。
常用单位有英寸/秒2（in/s2 = ft/s2/12）。
●质量M：衡量运动物体惯性的物理量。
公制单位为公斤（kg）；英制单位为斯勒格（slug），常用单位有磅（lb = slug/32.2）。
●力F：使物体产生运动的物理量。
公制单位为公斤力（kgf）。
常用单位有牛顿（n = kgf/9.8）；英制单位为磅（lb）。
常用单位有盎司（oz = 0.0625 lb）。
●功率P：单位时间内所做的功。
公制单位为瓦特（w）。
常用单位有千瓦（kw = 1000 w）；英制单位为马力（hp）。
常用计算公式如下：位移：L =∫Vdt。
对匀速运动有L(m) = V(m/s)·t(s)速度：V = dL/dt。
对匀加速运动L(m) = A(m/s2)·t(s)2/2V(m/s) = A(m/s2)·t(s)对直线运动：P(kw) = F(kgf)·V(m/s)/61202.1.2旋转运动●角位移α：做旋转运动的物体转过的角度。
伺服电机加速度计算
伺服电机加速度计算伺服电机是一种能够精确控制输出运动的电机，它被广泛应用于工业自动化、机器人技术、航空航天等领域。
在使用伺服电机时，我们经常需要计算伺服电机的加速度，以便更好地控制它的运动。
伺服电机的加速度计算通常涉及以下几个关键因素：负载惯量、负载加速度、惯量比和负载转矩。
首先，我们需要了解什么是负载惯量。
负载惯量是指电机与负载之间的转动惯量，它可以通过测量负载的质量和几何形状来计算。
惯量越大，负载加速度所需要的电机输出扭矩就越大。
负载加速度是指负载在单位时间内的加速度，它决定了电机需要提供多大的力矩来加速负载。
负载加速度可以通过负载速度的变化率来计算。
增大负载加速度可以提高电机的加速性能，但同时也需要更大的电机输出扭矩来满足加速需求。
惯量比是指电机的转动惯量与负载的转动惯量之比。
惯量比越大，电机需要提供的输出扭矩就越大。
惯量比可以通过负载的惯量和电机的转动惯量来计算。
在设计伺服电机系统时，我们通常希望惯量比尽可能小，以提高系统的响应速度和控制精度。
最后，负载转矩是指负载对电机输出扭矩的要求。
负载转矩可以通过负载的力矩和负载加速度来计算。
负载转矩决定了电机输出扭矩的大小，它必须满足负载的加速度需求。
基于以上关键因素，我们可以使用以下公式来计算伺服电机的加速度：a = (T_load - T_motor) / (inertia_motor + inertia_load * inertia_ratio)其中，a表示伺服电机的加速度，T_load表示负载转矩，T_motor 表示电机输出扭矩，inertia_motor表示电机的转动惯量，inertia_load表示负载的转动惯量，inertia_ratio表示惯量比。
通过计算伺服电机的加速度，我们可以根据负载的加速度需求来选择合适的电机型号和参数，进而提高系统的性能和效率。
综上所述，伺服电机的加速度计算涉及负载惯量、负载加速度、惯量比和负载转矩等因素的综合考量。
伺服电机的最大加速度计算
伺服电机的最大加速度计算
伺服电机的最大加速度计算。
1、任何伺服它的最大加速度，就是电机空载时的最大加速度！
2、所以，伺服的最大加速度=伺服电机最大力矩/转子惯量；
3、如何获得最大加速度
1）给定速度；
2）给定加速时间；
3）检测电机电流；
4）缩短加速时间，使加速期间的电机电流为最大允许电流时，就是最大加速度；
4、如果问“连接了减速器的再连接了机构的呢”
那最大加速度就是
伺服的最大加速度=（伺服电机最大力矩-摩擦力矩）/（转子+减速器+机构）惯量；
5、如果要问负载运行是的最大加速度：
那最大加速度就是
伺服的最大加速度=（伺服电机最大力矩-摩擦力矩）/（转子+减速器+机构+负载）惯量；
6、只要加速期间的电机电流达到电机最大允许电流，此时的加速度就是系统最大加速度；
1、传动比不等于1的系统，一定要把各个转动部件的惯量折算成电机轴上的惯量，不是简单相加的关系；
2、这个折算的方法，网上有；
.
1、伺服的最大加速度，不是一个确定的值，因惯量变化而变化，所以谈伺服的最大加速度没有意义；
2、而伺服的最大允许电流，或者最大允许转矩，才是一个确定的值，所以谈伺服的最大允许电流或者最大转矩才有意义！。
伺服电机加速度计算
伺服电机加速度计算伺服电机加速度计算是机械行业中的重要内容之一，它在各种自动化设备和机械装置中发挥着重要的作用。
伺服电机是一种能够根据输入信号进行准确控制的电机，其加速度的计算涉及到多个因素，包括电机的特性、负载的惯性、控制系统的响应等。
首先，伺服电机的加速度是指电机从静止状态到达最高速度所需要的时间，是衡量电机性能的一个重要指标。
在计算加速度时，需要考虑以下几个因素：1.电机的特性参数：包括电机的额定转速、额定电流、额定电压等。
这些参数通常可以在电机的技术手册中找到。
2.负载的惯性：负载的惯性是指其对加速度变化的反应能力。
负载的惯性越大，加速度所需要的时间也会相应地增加。
负载的惯性可以通过测量负载的质量和几何结构来获得。
3.控制系统的响应：控制系统是实现伺服电机准确控制的核心部分，其响应速度和准确性对于加速度的计算非常重要。
为了计算加速度，需要考虑控制系统的响应时间和控制精度。
接下来，我们来具体讨论一下如何计算伺服电机的加速度。
首先，根据电机的特性参数，可以计算出电机的最大加速度。
电机的最大加速度可以通过以下公式计算得到：最大加速度=(最大转速-额定转速)/加速时间最大转速是指电机在额定电压和额定电流下能够达到的最高转速，额定转速是指电机在额定电压和额定电流下的转速。
然后，根据负载的惯性和控制系统的响应，可以计算出实际的加速度。
实际加速度不能超过电机的最大加速度，否则电机可能无法稳定运行。
实际加速度=最大加速度/负载惯性系数/控制系统响应系数负载惯性系数是指负载对于加速度的反应能力，其值通常为1-10之间。
控制系统响应系数是指控制系统对于加速度变化的反应能力，其值通常为0.8-1.2之间。
最后，根据实际加速度和最终速度，可以计算出加速所需要的时间。
加速时间可以通过以下公式计算得到：加速时间=(最终速度-初始速度)/实际加速度最终速度是指电机加速到的最高速度，初始速度是指电机开始加速时的速度。
综上所述，伺服电机加速度的计算涉及到多个因素，包括电机的特性、负载的惯性和控制系统的响应。
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伺服电机的最大加速度计算。
1、任何伺服它的最大加速度，就是电机空载时的最大加速度！
2、所以，伺服的最大加速度=伺服电机最大力矩/转子惯量；
3、如何获得最大加速度？
1）给定速度；
2）给定加速时间；
3）检测电机电流；
4）缩短加速时间，使加速期间的电机电流为最大允许电流时，就是最大加速度；
4、如果问“连接了减速器的再连接了机构的呢？”
那最大加速度就是
伺服的最大加速度=（伺服电机最大力矩-摩擦力矩）/（转子+减速器+机构）惯量；
5、如果要问负载运行是的最大加速度：
那最大加速度就是
伺服的最大加速度=（伺服电机最大力矩-摩擦力矩）/（转子+减速器+机构+负载）惯量；
6、只要加速期间的电机电流达到电机最大允许电流，此时的加速度就是系统最大加速度；
1、传动比不等于1的系统，一定要把各个转动部件的惯量折算成电机轴上的惯量，不是简单相加的关系；
2、这个折算的方法，网上有；
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1、伺服的最大加速度，不是一个确定的值，因惯量变化而变化，所以谈伺服的最大加速度没有意义；
2、而伺服的最大允许电流，或者最大允许转矩，才是一个确定的值，所以谈伺服的最大允许电流或者最大转矩才有意义！。