埃斯顿伺服选型流程

运动控制事业部客户服务中心选型介绍埃斯顿通用伺服系统南京埃斯顿自动控制技术有限公司※选用何种电机1、性能要求：定位、定速、定扭力2、速度要求：高速、低速（与惯量相反）3、定位要求（最小精度）4、尺寸（电机法兰、电机长度、电机键轴）5、价格伺服选用伺服选用流程伺服选择注意事项伺服选定计算伺服接线型号命名规则伺服使用埃斯顿伺服产品课程大纲电机选用的规格1、电机功率（W）2、电机额定转速（rpm）3、额定扭矩及最大扭矩（N•m）4、转子惯量（kg•㎡）5、是否需要报闸（制动器）6、体积、重量、尺寸※如何选定伺服电机（1∕3）电机选用考虑因素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※如何选定伺服电机（2∕3）减速机构对伺服电机的影响1、回转速度：NM=Nt×R2、扭力：TL=Tℓ×（1÷R）3、惯量（GD²）：GD²L=GD²L×（1÷R）²1、负载扭力◎加速扭力≦电机最大扭力◎连续实际负载扭力≦电机额定扭力◎消耗回生能量＜驱动器內回生容量◎负载扭力＜电机额定扭力2、负载惯量＜3～5倍电机转子惯量3、最大速度＜电机最大转速4、负载在85﹪以下5、电机的扭矩特性※如何选定伺服电机（3∕3）※伺服电机的选用流程（1∕2）伺服电机连接传动机械的确认（含減速比）制作运转曲线（速度曲线）计算回转速度计算負载慣量（GDL²）计算負载扭力（TL）选择伺服电机负载慣量（GDL²）是否低于电机转子慣量的3～5倍1、增加減速机构2、降低瞬间負载惯量（GDL²）3、更改为容量更大的电机4、变更运转曲线（速度曲线）YESNO计算加減速扭力（Ta‧Td）加速扭力（Ta）与负载扭力（TL）合計在瞬間最大扭力（Tmax）以下YESNO※AC伺服电机的选用流程（2∕2）计算实效负载扭力（Trms）实效负载扭力（Trms）在额定扭力（TM）以下YESNO決定使用伺服电机※机械传动式1、滚珠螺杆传动2、齿条及小齿轮移动应用场合：短距离移动，高精度齿条小齿轮应用场合：较长距离移动※机械传动方式3、时规皮带传动时规齿轮时规皮带齿应用场合：大型搬运及精密机械4、链条传动应用场合：长距离及高速位移※机械传动方式5、滚轮送料传送送料滚轮直径送料滚滚轮应用场合：冲床机械定尺寸送料及切割机6、台车传动※运动方向2、水平运动1、旋转运动3、垂直运动通常应用于分度盘通常应用于滚珠丝杆、齿轮、皮带、链条传动元件通常应用于机械升降轴、机械手臂上下轴※伺服电机功率计算步骤及公式Vℓ速度TPTLTstatctdtmtcy扭力1、绘制速度曲线图※伺服电机功率计算步骤及公式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、电机端回转速度（NM）NM=Nℓ×R3、计算負载扭力（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5、计算负载运行功率（Po）Po＝602π×NM×TL6、计算负载启动功率（Pa）Pa＝（×NM）²×602πtaJL7、选定伺服电机条件◎负载扭力（TL）＜电机额定扭力◎Pa＋Po＝1.5～2倍电机额定输出功率◎NM≦电机最大转速◎负载惯量（JL）＜3～5倍电机转子惯量※伺服电机功率计算步骤及公式8、检查所选定的伺服电机A、启动扭力检查（TP）TP＝＋TL扭力扭力（TP）＜瞬間最大扭力B、停止扭力检查（TS）Ts＝－TL停止扭力（TS）＜瞬間最大扭力60×ta2π×NM×（JM＋JL）60×td2π×NM×（JM＋JL）※伺服电机功率计算步骤及公式C、有效扭力检查（Trms）Trms＝有效扭力（Trms）＜额定扭力tcyTP²×ta＋TL²×tc＋Ts²×td√※伺服电机功率计算步骤及公式※伺服电机功率计算相关公式1、移动量ℓ（m）ℓ=×Vℓ60ta＋2tc＋td2＊当ta＝tdℓ=×（tm－ta）Vℓ602、电机轴回转速度NM（r/min）NM=Nℓ×R60×（TPM－TL）2π×NM×（JM＋JL）3、最小启动时间tam（s）tam=60×（TPM＋TL）2π×NM×（JM＋JL）4、最小制动时间tdm（s）tdm=※负载扭力及负载惯量计算公式1、旋转体A、负载扭力TL（N•m）TL＝R×ηTℓB、负载惯量JL（㎏•㎡）实心圆柱空心圆柱L（m）D（m）L（m）D0（m）D1（m）＝×ρ×L×D⁴32πJK＝×ρ×L×（D0⁴－D1⁴）32π減速机出力侧的回转运动部份JL1＝R²JK＊JL＝JK＋JL11/RNℓJK＝×MK×D²81（实心运动体）（空心圆柱体）減速机入力侧的回转运动部份2、丝杆（水平）A、负载扭力TL（N•m）TL＝2π×R×η9.8×μ×M×PBB、负载惯量JL（㎏•㎡）＊JL＝JK＋JL1＋JL2VℓMμ1/RPB直线运动部份JL2＝M×（）²2πRPBC、负载轴运行速度Nℓ（r/min）Nℓ＝PBVℓ※负载扭力及负载惯量计算公式2、丝杆（垂直）A、负载扭力TL（N•m）TL＝2π×R×η9.8×（M－MC）×PBB、负载惯量JL（㎏•㎡）＊JL＝JK＋JL1＋JL2VℓM1/RPB直线运动部分JL2＝（M＋MC）×（）²2πRPBC、负载轴回转速度Nℓ（r/min）Nℓ＝PBVℓMC※负载扭力及负载惯量计算公式※伺服电机选择范例Ex1:负载线速度：Vℓ=15m/min伺服电机联轴器直线运动机构滚珠丝杆直线运动机构质量：M=80㎏滚珠丝杆长度：LB=0.8m滚珠丝杆直径：DB=0.016m滚珠丝杆螺距：PB=0.005m联轴器质量：Mc=0.3㎏联轴器外径：Dc=0.03m定位次数：n=40次/min动作距离：ℓ=0.25m定位时间：tm=1.2s以下摩擦系数：μ=0.2机械效率：η=0.9（90﹪）1、速度图t===1.5（s）n604060ta=tdta=tm－-0.1s=－0.1＝0.1（s）Vℓ60×ℓ1.260×0.25tc=1.2－ta×2-0.1=0.9（s）电气定位精度：δ=±0.01mm定位时间：tm=1.2s以下ts=0.1s－152、运行速度＊电机端运行速度Nℓ＝＝＝3000PBVℓ0.0515＊负载端运行速度NM＝Nℓ×=3000×1=30003、负载扭力TL＝＝＝0.139（N•m）2π×R×η9.8×μ×M×PB2π×1×0.99.8×0.2×80×0.0054、负载惯量＊电机轴换算负载惯量JL＝JB＋JC＋JL1＝1.25×10-4（㎏•㎡）直线运动部份JL1＝M×（)2＝80×（）²=0.5×10-4（㎏•㎡）2πRPB丝杆部份JB＝×ρ×L×D⁴＝×7.87×10¯³×0.8×（0.016）432π32π＝0.4×10-4（㎏•㎡）2π×10.005联轴器部份JC＝×MC×D²=×0.3×（0.03）²＝0.338×10-4（㎏•㎡）8181（r/min）1/R（r/min）※伺服电机选择范例选定电机规格（EMJ-O4APA）◎电机额定输出功率＝400（W）◎电机额定转速＝3000（rpm）◎马达额定扭力＝1.27（N•m）◎瞬间最大扭力＝3.82（N•m）◎电机转子惯量(JM)＝0.31×10-4（㎏•㎡）◎PG脉冲数：2500（P/r）8、检查所选定的伺服电机A、启动扭力检查（TP）TP＝＋TL＝＋0.139≒0.629（N•m）瞬间最大扭力60×ta2π×NM×（JM＋JL）60×0.12π×3000×（0.31＋1.25）×10-4※伺服电机选择范例5、负载运行功率（Po）Po＝＝＝43.7（W）602π×NM×TL602π×3000×0.1396、负载启动功率（Pa）Pa＝（×NM）²×＝（×3000）²×＝123.3（W）602πtaJL602π0.11.25×10-47、选定伺服电机条件◎负载扭力（TL）＜电机额定扭力◎Pa＋Po＝1～2倍电机额定输出功率◎NM≦电机最大转速◎负载惯量（JL）＜3～5倍电机转子惯量依条件选定：※伺服电机选择范例C、有效平均扭力检查（Trms）Trms＝＝≒0.22（N•m）额定转矩tTP²×ta＋TL²×tc＋Ts²×td√1.5（0.63）²×0.1＋0.14²×0.9＋（0.35）²×0.1√B、停止扭力检查（TS）Ts＝－TL≒0.35（N•m）60×td2π×NM×（JM＋JL）※伺服电机选择范例KPAFRkBPG10001000000500012500112..vVAPPSsl100060100015600001250000.KSP301/vKsP250000308333（9）PG反馈脉冲倍乘比由于要求电气定位精度δ=0.01mm因此，位置检测单位A=0.001mm/p完全可以满足要求。PG反馈脉冲细分比k=1（10）指令脉冲频率：（11）误差计数器跟踪脉冲位置环增益（脉冲）※伺服电机选择范例（伺服系统速度控制范围）NNmR8333500030003000167000167..()()脉冲mm000167001.().()mmmm（12）电气定位精度从以上计算数据分析结果如下：选用的伺服系统满足设计要求。KSP301/vKsP250000308333（11）误差计数器跟踪脉冲位置环增益（脉冲）※伺服电机选择范例※埃斯顿伺服产品伺服产品系列EDC系列容量范围：200-1000W超小体积，单相电源输入稳定可靠，适用场合极为广泛EDB系列容量范围：0.75-5.0KW通用性，位置、扭矩、速度控制内置节点定位，优良性价比PRONET系列容量范围：1-15KW高速高精，可扩展通信模块性能优异，完全取代进口品牌EDC、EDB驱动器命名※埃斯顿伺服产品※埃斯顿伺服产品PRONET驱动器命名※埃斯顿伺服产品电机产品系列额定功率大容量型※埃斯顿伺服产品EMJ电机命名规则EMG电机命名规则※埃斯顿伺服产品EML电机命名规则※埃斯顿伺服产品EMB电机命名规则※埃斯顿伺服产品※埃斯顿伺服端子接线EDB标准接线图EDC标准接线图※埃斯顿伺服端子接线1502KPP324FG761516ZPSS-ON+24VINPL集电极开路指令用电源SIGNPULSSIGN/SIGNPULS/PULSP表示多股胶合线位置指令伺服使能（ON时伺服使能）17＋24V0V报警输出报警时OFF连接器壳体屏蔽线连在连接器壳体上光耦输出最大使用电压DC30V最大使用电压DC50mA114131211EDC型伺服驱动器ALM-RST报警清除（ON时报警清除）CLR清零信号输入（ON时清除位置偏差）编码器信号输出5COIN定位完成（定位完成时为ON）BK制动器连锁输出(接触制动器时为ON)ALM报警输出1501CN输入1CN输出零位信号（ON时找零位）PCO/PCO1020C脉冲差分输出PBO/PBO919B脉冲差分输出/PAO818A脉冲差分输出*CLT转矩限制输出(转矩超过限制时为ON)S-RDY伺服准备好输出(准备就绪时为ON)*引脚具体输出信号可选择PAO※伺服使用前注意事项举例介绍松下伺服型号替代举例：电机：MHMD-082P1U-U驱动器：MCDDT3520-003扭矩：2.4nm转速：3000r/m功率：750w法兰：80mm埃斯顿伺服：电机：EMJ-08APA-22驱动器：EDC-08APE扭矩：2.4nm转速：3000r/m功率：750w法兰：80mm替换例举下表是安川换埃斯顿伺服参考表：驱动选用位置速度转矩三种控制方式，电机选用17位增量型编码器,转速在1500R/M到3000R/M，平直带键带螺纹。具体指标详见PRONET选型彩页。安川埃斯顿SGDM-10ADA+SGMGH-09ACA61PRONET-10AMA+EMG-10ADA21SGDM-15ADA+SGMGH-13ACA61PRONET-15AMA+EMG-15ADA21SGDM-20ADA+SGMGH-20ACA61PRONET-20AMA+EMG-20ADA21SGDM-30ADA+SGMGH-30ACA61PRONET-30AMA+EMG-30AD