伺服选型流程课件

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,*,*,課程大綱,伺服選用,伺服使用,故障排除,伺服選用流程,伺服選定,注意事項,伺服選定,計算,伺服接線,參數調整,異常處理,回生計算,選用何種馬達,1、性能要求：定位、定速、定扭力,2、速度要求：高速、低速,3、定位要求,4、尺寸,5、價格,馬達選用的規格,1、馬達容量（W）,2、馬達額定轉速（rpm）,3、額定扭矩及最大扭矩（,N m,）,4、轉子慣量（,kg,）,5、是否需要煞車（制動器）,6、體積、重量、尺寸,如何選定伺服馬達（13 ）,馬達選用考慮因素,1、負載機構,2、動作模式,3、負載速度,4、定位精度,5、使用環境,如何選定伺服馬達（23 ）,減速機構的影響,1、回轉速度：N,M,= Nt R,2、扭力：T,L,= T,（1R）,3、慣量,（,GD,）,：GD,L,= GD,L,（1R）,1、負載扭力,加速扭力馬達最大扭力,連續實效負載扭力馬達額定扭力,消耗回生電力驅動器內回生容量,負載扭力馬達額定扭力,2、負載慣性矩35倍馬達轉子慣性矩,3、最大移動速度馬達最大轉速,4、負載率在85以下,5、馬達的扭矩特性,如何選定伺服馬達（33 ）,AC伺服馬達的選用流程（12）,伺服機構的確認,（含減速比）,製作運轉曲線（速度曲線）,計算回轉速度,計算負載慣量（GD,L,）,計算負載扭力（T,L,）,選擇伺服馬達,負載慣量,（GD,L,）是否低於馬達轉子慣量,的35倍,1、增加減速機構,2、降低瞬間負載慣量,（GD,L,）,3、更改為容量更大的,馬達,4、變更運轉曲線（速度,曲線）,YES,NO,計算加減速扭力（TaTd）,加速扭力（Ta）與,負載扭力（T,L,）合計在瞬間最大扭,力（Tmax）以下,YES,NO,AC伺服馬達的選用流程（22）,計算實效負載扭力（Trms）,實效負載扭力（Trms）,在額定扭力（T,M,）以下,YES,NO,決定使用馬達,機械傳動方式,1、滾珠螺桿傳動,2、齒條及小齒輪傳動,應用場合：短距離移動，高精度,齒條,小齒輪,應用場合：較長距離移動,機械傳動方式,3、時規皮帶傳動,時規齒輪,時規皮帶,齒,應用場合：大型搬運及精密機械,4、鏈條傳動,應用場合：長距離及高速位移,機械傳動方式,5、滾輪送料傳動,送料滾輪直徑,送料滾輪,應用場合：衝床機械定尺寸送料及切割機,6、台車傳動,運動方向,2、水平運動,1、旋轉運動,3、垂直運動,通常應用於分度盤,通常應用於滾珠螺、齒輪、皮帶、鏈條傳動元件,通常應用於機械升降軸、機械手臂上下軸,伺服馬達容量計算步驟及公式,V,速度線,T,P,T,L,Ts,t,a,t,c,t,d,t,m,t,cy,扭力線,1、繪製速度曲線圖,伺服馬達容量計算步驟及公式,2、計算回轉速度,A、負載端回轉速度（,N,）,N=,依據機械構成而變化,B、馬達端回轉速度（ N,M,）,N,M,= NR,3、計算負載扭力（,T,L,）,T,L,依據機械構成而變化,4、計算負載慣量（,J,L,）,J,L,依據機械構成而變化,伺服馬達容量計算步驟及公式,5、計算負載運行能量（,P,o,）,P,o,60,2,N,M,T,L,6、計算負載啟動能量（,P,a,）,P,a,（ ,N,M,）, ,60,2,t,a,J,L,7、選定伺服馬達條件,負載扭力,（,T,L,）,馬達額定扭力,P,a,P,o,1.52倍馬達額定輸出功率,N,M,馬達最大轉速,負載慣量（J,L,）35倍馬達轉子慣量,伺服馬達容量計算步驟及公式,8、檢查所選定的伺服馬達,A、啟動扭力檢查（T,P,）,T,P, T,L,啟動扭力（T,P,）瞬間最大扭力,B、停止扭力檢查（T,S,）,T,s, T,L,停止扭力（T,S,）瞬間最大扭力,60 t,a,2,N,M,（J,M,J,L,）,60 t,d,2,N,M,（J,M,J,L,）,伺服馬達容量計算步驟及公式,C、實效扭力檢查（T,rms,）,T,rms,實效扭力（T,rms,）額定扭力,t,cy,T,P,t,a,T,L,t,c,T,s,t,d,伺服馬達容量計算相關公式,1、移動量,（m）,= ,V,60,t,a,2t,c,t,d,2,當 t,a, t,d,= （t,m,t,a,）,V,60,2、馬達軸回轉速度N,M,（r/min）,N,M,=,N,R,60 （T,PM,T,L,）,2,N,M,（J,M,J,L,）,3、最小啟動時間t,am,（s）,t,am,=,60 （T,PM,T,L,）,2,N,M,（J,M,J,L,）,4、最小制動時間t,dm,（s）,t,dm,=,負載扭力及負載慣量計算公式,1、回轉體,A、負載扭力T,L,（,N m,）,T,L,R ,T,B、負載慣量J,L,（,）,實心圓柱,空心圓柱,L（m）,D（m）,L（m）,D,0,（m）,D,1,（m）,（以馬達軸換算回轉運動部份的慣量）,減速機入力側的回轉運動部份, L D,（,實心圓柱,）,32,J,K, L （D,0,D,1,）,（,空心圓柱,）,32,減速機出力側的回轉運動部份,J,L1,R,J,K,J,L, J,K,J,L1,1/R,N,J,K, M,K,D,8,1,負載扭力及負載慣量計算公式,2、螺桿（水平）,A、負載扭力T,L,（,N m,）,T,L,2 R ,9.8 ,M,P,B,B、負載慣量J,L,（,）,J,L, J,K,J,L1,J,L2,V,M,1/R,P,B,直線運動部份,J,L2,M （ ）,2R,P,B,C、負載軸回轉速度N,（r/min）,N,P,B,V,負載扭力及負載慣量計算公式,2、螺桿（垂直）,A、負載扭力T,L,（,N m,）,T,L,2 R ,9.8 ,（MM,C,）,P,B,B、負載慣量J,L,（,）,J,L, J,K,J,L1,J,L2,V,M,1/R,P,B,直線運動部份,J,L2,（M M,C,） （ ）,2R,P,B,C、負載軸回轉速度N,（r/min）,N,P,B,V,M,C,伺服馬達容量選擇範例,Ex1:,負 載 速 度：,V,=10 m/min,伺服馬達,聯軸器,直線運動機構,滾珠螺桿,直線運動機構質量：,M,=200 ,滾 珠 螺 桿 長 度：,L,B,=1.4 m,滾 珠 螺 桿 直 徑：,D,B,=0.04 m,滾 珠 螺 桿 導 程：,P,B,=0.01 m,聯 軸 器 質 量：,M,c,=,1,聯 軸 器 外 徑：,D,c,=0.06 m,動 作 次 數：n,= 40,次,/min,動 作 距 離：,= 0.15 m,動 作 時 間：,t,m,= 1.0 s,以下,摩 擦 係 數：,= 0.2,機 械 效 率：,= 0.85（85）,1、速度圖,V,10,速,度,（m/min）,t,a,t,d,t,c,1.0,t,cy,時間（s）,t = = = 1.5 （ s ）,n,60,60,t,a,= t,d,t,a,= t,m, = （s）,V,60 ,60 ,t,c,= t,a,2 = （s）,伺服馬達容量選擇範例,2、回轉速度,負載端回轉速度 N, （r/min）,P,B,V,負載端回轉速度 N,M,N, R（,直結,）= = （r/min）,3、負載扭力,T,L, （N,m,）,2 R ,9.8 ,M,P,B,2 ,4、負載慣量,馬達軸換算負載慣量J,L, J,B,J,C,J,L1,（,）,直線運動部份,J,L1,M,（ ）,（ ）, =,（,）,2R,P,B,螺桿部份,J,B,L,D, 7.8710,（,）,32,32,（ , ）,2,聯軸器部份,J,C,M,C,D, =,1,（,）,（,）,8,1,8,1,伺服馬達容量選擇範例,5、負載運行能量（,P,o,）,P,o, ,（W）,60,2,N,M,T,L,60,2,6、負載啟動能量（,P,a,）,P,a,（ ,N,M,）, ,（ ,） ,（W）,60,2,t,a,J,L,60,2,7、選定伺服馬達條件,負載扭力,（,T,L,）,馬達額定扭力,P,a,P,o,12倍馬達額定輸出功率,N,M,馬達最大轉速,負載慣量（J,L,）35倍馬達轉子慣量,依條件選定：,伺服馬達容量選擇範例,選定,馬達規格（,）,馬達額定輸出功率,（W）,馬達額定轉速,（rpm）,馬達額定扭力,（N,m,）,瞬間最大扭力,（N,m,）,馬達轉子慣量,（,）,8、檢查所選定的伺服馬達,A、啟動扭力檢查（T,P,）,T,P, T,L, ,（N,m,）,B、停止扭力檢查（T,S,）,T,s, T,L,（N,m,）,60 t,a,2,N,M,（J,M,J,L,）,60 t,d,2,N,M,（J,M,J,L,）,60 ,2,（,）,伺服馬達容量選擇範例,C、實效扭力檢查（T,rms,）,T,rms,（N,m,）,t,cy,T,P,t,a,T,L,t,c,T,s,t,d,（,）,（,）,外部回生電阻的選定,是由,負載率,，,負載inertia,，,動作波形,的三個對象,來算出回生電阻之概略值。,1、依馬達実効負荷率來推定回生容量。,P（,T,C,N,M,P,f, ）,（2,60 ,）,T,P,T,C,T,a,=T,p,T,c,2、依負載慣量來推定回生容量,T,a,（,（,2,N,M,（,J,M,J,L,）,）（60T,a,）T,L,T,d,（,（,2,N,M,（,J,M,J,L,）,）（60T,a,）T,L,P,f, T,rms,T,C,E,R,（12）（,J,M,J,L,）, （,2,N,M,60）,E,C,（12）C（V,S,（2,V,C,）,）,E E,R, E,C,P Et,cy,3、依動作波形來推定回生容量,P,f, T,rms,T,C,E,b,（12）,2,N,M,T,L,60T,d,E,C,（12）C（V,S,（2,V,C,）,）,E E,R, E,C,P Et,cy,外部回生電阻的選定,4、求出回生阻抗值,R,MIN,=V,S,I,N,M,（,N,M,（60,2,）,2E,C,（,J）,P,MAX,2,N,M,T,d,60,R,MAX,V,S,P,MAX,V,S,V, HO,V,S,V, EO,I,P, A HO,I,P, A EO,安裝方式外部配線,電源與馬達連接圖,位置命令接線方式,PLC,24V,P,GND,DG 48,PP 14,PN 15,A.,PLC,+24V 45,P,GND,DG 48,PP 14,PN 15,B.,（外部電源）,HO,HO,Controller,GND,DG 48,DG 48,HO1,HO2,所有的控制線以並連方式接到兩台驅動器上，,且DG一定要串接。,Controller,IN,PA,PA,Line Driver 轉TTL準位,（此方式較好）,HO,A.,Controller,IN,PA,PA,HO,B.,DG,GND,2K,安裝方式外部配線,安裝方向以及間隔,CN1及CN2端子說明,參數說明及調整,NO,名 稱,0,控制模式,1,類比輸出顯示,2,正轉反轉,切換方式,3,編碼器信號,(輸出分頻),4,速度到達判定,5,動態剎車,6,驅動禁止時動作,7,CCW 內部扭矩限制值,NO,名 稱,8,CW 內部扭矩限制值,9,回生電阻保護level,10,JOG運轉,11,零速度輸出,brake輸出切換,12,扭矩指令,filter時常數,13,外部扭矩指令,scaling,14,外部扭矩指令,輸入offset,NO,名 稱,15,Brake sequence時間,16,驅動器識別碼,17,零速度檢出時動作,18,加減速限制,19,速度smoothing,filter時間常數,20,直線加減速時常數,參數說明及調整,NO,名稱,28,29,30,31,電子齒輪比,32,33,定位完了範圍,34,35,36,37,CCW最大積存,脈衝數,CW最大積存,脈衝數,38,位置比例增益,40,NO,名稱,39,前饋增益,位置smoothing,時間常數,41,42,43,內部速度限制1,內部速度限制2,內部速度限制3,44,45,46,內部速度指令1,內部速度指令2,內部速度指令3,NO,名 稱,21,電子溫度偵測LEVEL,22,速度比例增益,23,速度積分時間常數,24,零速度判定,25,外部速度指令,輸入比例值,26,外部速度指令,輸入offset,27,位置指令輸入脈衝型式,故障排除,Alarm code 輸出,alarm 名稱,alarm 動作內容,0,正常,1,主迴路電壓不足,電源電壓在低於規格電壓以下時動作,2,回生異常,回生電阻的負載過大或回生迴路異常時動作,3,過負載,馬達及驅動器的過負載狀態時動作,4,IPM異常,主迴路用功率轉換模組檢出異常,5,編碼器異常(ABZ),檢出編碼器及編碼器電纜線異常而動作,6,溫度異常(Over heat),檢出系統溫度高於規格值,7,保留,8,記憶體異常,檢出CPU內部的記憶體異常而動作,故障排除,Alarm code 輸出,alarm 名稱,alarm 動作內容,9,緊急停止,緊急停止信號被輸入時動作,10,保留,11,位置偏差過大,位置偏差脈波計數器在超過設定容許值以上時動作,12,過速度,馬達轉速超過容許轉數時動作,13,CPU異常,檢出CPU異常而動作,14,驅動禁止異常,CCW/CW的兩者之驅動禁止信號同時輸入時動作,15,廠商用,故障排除,雜訊對策：,將動力線（電源線、馬達線等的強電迴路）,與信號線相距30公分以上來配線，不要在同,一配線管（duct）配線。,信號線編碼器輸入線請使用雙絞對線(含隔離),，配線的長度，指令輸入線為3公尺，編碼器,輸入線20尺以內為宜。,接地請以使用第3種接地（接地電阻值為100,以下）為宜，而且必須單點接地,輸入電源外接雜訊濾波器,驅動器,R,S,FG,AC輸入,濾波器,故障排除,在信號線上連接電容（但會降低響應頻率）,PLC,24V,P,GND,DG 48,PP 14,PN 15,（外部電源）,HO,2K,104,or,103,PLC,24V,P,GND,DG 48,PP 14,PN 15,（外部電源）,HO,2K,EG 44,將DG與EG連接（若外部電源異常時，,Encoder會有損壞的危險）,符號對照表,N,1/R,NM,T,T,L,V,P,B,M,T,pm,負載軸回轉速度,減速比,馬達回轉速度 NR,負載軸換算後的負載扭力,馬達扭力 T（1R ）負載的速度,摩擦係數,導螺桿導程,直線運動部份的質量,機械效率,伺服馬達的最大扭力,（r/min）,（r/min）,（N m）,（N m）,（m/min）,（m）,（）,（N m）,轉子慣量,負載慣量,慣量比,定格轉矩,使用最大轉矩,使用最大回轉数,加速轉矩,減速轉矩,運行轉矩,加速時間,減速時間,運行時間,動作週期,馬達実効負荷率,回生符號對照表,J,M,J,L,J,L,J,M,T,M,T,P,T,S,N,M,T,P,T,S,T,L,t,a,t,d,t,c,t,cy,P,f,kgm,2,kgm,2,倍,Nm,倍,1/min,Nm,Nm,Nm,sec,sec,sec,sec,(01),回生符號對照表,回生放電晶體最大電流,使用驅動器的電容容量,驅動器入力電圧,馬達驅動器効率,回生電圧,回轉減速能量,電容充電能量,回生能量,回生開始時回轉数,回生開始時電力,外部回生抵抗選定値,必要回生容量,最大阻抗値,最小阻抗値,最大実効電流,最小実効電流,最長阻抗ON時間,最短阻抗ON時間,A,F,V,AC,(01),V,J,J,J,1/min,W,W,Arms,Arms,msec,msec,I,P,C,V,C,V,S,E,R,E,C,E,N,M,P,MAX,P,R,MAX,R,MIN,I,RMAX,I,RMIN,t,RMAX,t,RMIN,單位換算對照,1gf, cm, S =,0.98066510,kg,1kgf,=,9.80665,N,1kgf ,9.80665,N m,GD, =4gJ（kg,）,g9.8（,m, S,）,培訓試題,1、試繪出馬達選用流程。,2、回生阻抗計算可依據哪三個項目作計算？,3、現有一PLC控制器最大輸出頻率為10,，,搭配HO15及CB301C27F馬達，想,以10,的頻率使馬達達到3000rpm，請問電子齒輪比參數28、29、30、31分,別需設定為多少？,28,（value）,29,（value）,30,（value）,31,（value）,4、要使HO驅動器正常工作（使馬達運轉），CN1最少需接哪幾條線？,5、單位換算：,A、1gf, cm, S =,kg,B、1kgf,=,N,C、1kgf ,N m,