同步带与伺服电机选型步骤和计算 伺服电机一般用在哪些设备上

伺服电机的使用范围很多 , 想要弄清楚伺服电机会在什么地方用?那就的从原理上来说一下电机的功能 。
伺服电机 , 读着比较拗口的一个词语:伺服出处来自于英文servo 。中文和英文共通的地方就在于这里,server是“服务,陪伴”的意思,在中文中通“伺候”有有些类似 。
对于刚入工业自动化 , 或者刚刚接触机械的来说,伺服电机到底是什么意思?
其实非常简单的理解就是 , 这个电机是可以被精确地计算转动多少角度的,并且可以做到实时的位置反馈 。这是不是感觉像是电机被什么东西实时的监控着?监视电机的就是编码器 。

同步带与伺服电机选型步骤和计算 伺服电机一般用在哪些设备上

所以伺服电机的特点就非常鲜明了,伺服的特点就决定了伺服电机将会用在哪些设备上面 。
1、精度高 。精度高就可以对位置进行控制 。
2、闭环控制响应快 。响应快就可以对频率,力度的变化进行控制 。
3、电机运动的全程都被控制中,那么整个电机就可以通过数字信号,或者脉冲信号,实现编程化的控制 。也就是复杂运动 。
是不是看到这感觉还是看不懂?下面聊聊你就懂了 。我们将上面三大特点给翻译成工业现场中各种动作 。
1、特点一:位置控制 。
既然能够做到很精准的对位工作,那么是不是就可以做:贴标签,做两个产品的对位贴合,做宣传台 。是不是就可以同时控制多个产品形成有规律的运动:例如舞台上面的灯球 。是不是就可以在印花机,横纵缝纫上面做到很精确,是不是就可以做锯切 。
所以在我们遇到任何一个设备上面,需要做到很精确的时候,首先就要想到可以用伺服 。至于最终在设计产品的时候 , 是采用伺服电机 , 还是步进电机,就看性价比和精确度的要求程度了 。
伺服电机的精度要比步进电机高非常多,17位编码器的伺服电机,可以达到普通步进电机精度的600倍 。
在主要体现伺服位置模式的设备中就有了:
绗缝绗绣机,印花机,点胶机,贴合机,贴标机,叠片机,电子制造领域的检测输送台,各类传送线体,变位机,各类飞剪追剪的应用 。
【同步带与伺服电机选型步骤和计算 伺服电机一般用在哪些设备上】
2020年最火热的口罩机上面使用的伺服电机,是750W的伺服,通过PLC或者运动控制器控制 , 主要的就是在拖动口罩原材料条的运动上面,实现的张力控制(你可以简单理解为高级版本的位置控制模式) 。
同步带与伺服电机选型步骤和计算 伺服电机一般用在哪些设备上

对于不少刚从事这一行的朋友,如果你看一台设备要不要用到伺服,你就问问对方这个东西的加工精度,是否需要非常高 。如果不需要很高 , 那就基本上步进电机或许就可以了 。
2、特点二:闭环控制相关应用 。
其实闭环控制响应快这特点,我们首先就能够想到各种阀门,开关的应用是不是?
那恭喜你,你确实答对了 。
就拿我们现在最火热的呼吸机来说,呼吸机在进行空气和氧气混合的时候,就是使用的伺服阀 。
同步带与伺服电机选型步骤和计算 伺服电机一般用在哪些设备上

在相应速度快方面,我们最先找到的的应用领域是:各种机床 , 你只要看到在频繁的改变转速,或者频繁的更换位置的机床基本上都使用伺服电机提供动力 。
例如:5轴机床的所有轴都是伺服驱动的,这里面有几个主要是提供位置控制的 。第二大的应用市场就是工业机器人市场 。一个工业机器人使用6个伺服电机,其对伺服电机的精度控制和高响应度都非常高 。
在快速相应应用的设备例如:车铣刨磨数控型机床,伺服转塔冲,折弯机,激光切割机等等 。还有各类工业机器人 , 协作机器人 , AGV小车都使用伺服电机 。
3、特点三:对连续运动的精确控制 。
这个特点主要是前两个特点的升华版本 。比如说:伺服压力机,一个2000吨的伺服压力机,可以做到20000N·m的压力上面,他可以实时控制,这就是伺服可以控制的 。
再比如说:线切割设备,这类设备在石材,多晶硅等市场极为常见 。这就是在连续往复运动中能够做到精确的控制的典型代表 。
如果一定要通俗化的解释伺服电机的应用场景:控制输出力度(专业名称叫扭矩)可大可小 , 同时可以做到力度变化很均匀的升高和减小 。也就是说不单单最后的结果可以控制,还可以控制过程中的没一点 。
下面说一下伺服电机的选型:
有不少人会在,伺服电机可以应用在哪些领域的时候,就提到伺服的恒定转速,恒定功率 。
其实伺服的恒定转速和功率是在选型的时候才会考虑的参数 。
说一下比较讨巧的东西 , 如果你打算设计一个设备,你已经有了关于设备的生产频率,还有其他电气设备的参数 。那么你不了解伺服电机 , 就直接找一家伺服电机的厂家 。直接让人家给你做适配的选型 。这就不要你出力去计算了 。
如果你确实希望自己计算,伺服电机怎么选型 , 那么你就要基本的知道需要多大的力矩 。
一般情况下设备在设计过程中,就是大致了解多大力矩需求的,毕竟你要加工身设备,需要多大的力,其实是可以根据经验推算出来的 。(你算不出来,那是你就是一张白纸,慢慢就学会了) 。
实际上应该是考虑扭矩(转矩),电机功率和转矩计算公式 。
即T=9550P/n
式中:
P一功率,kW;n一电机的额定转速 , r/min;T一转矩,Nm 。
伺服电机的输出转矩一定要大于工作机械所需要的转矩,一般需要一个安全系数 。
机械功率公式:P=T*N/97500
P:功率单位W;T:转矩 , 单位克/cm;N:转速 , 单位r/min 。
现实中伺服选型是怎么选的?
在实际操作中 , 你根据设备的参数,咨询一下伺服提供的厂家 。厂家的销售工程师 , 会根据转速 , 转矩看哪一个电机比较合适 。然后拿到现场测试,测试中根据实际的使用情况 , 调整参数,并且看这个伺服电机用在这个是否合适 。比如说用在这个地方惯量太大,那么就要换成小惯量的伺服 。比如这个地方使用中 , 需要带抱闸的,带油封的等等都是在现场使用评估中看出来的 。伺服的选型基本上没有一步到位的 。

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