伺服选型流程

1、伺服选型流程第1页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 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、價格第2页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日馬達選用的規格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、使用環境第3页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 如何選定伺服馬達（23 ）減速機構的影響

2、1、回轉速度：NM = Nt R 2、扭力：TL = T （1R） 3、慣量（GD）：GD L = GD L （1R） 第4页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日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 ）第5页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日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（GDL

3、）計算負載扭力（TL）選擇伺服馬達負載慣量（GDL）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 （GDL）3、更改為容量更大的 馬達4、變更運轉曲線（速度 曲線）YESNO第6页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日計算加減速扭力（TaTd）加速扭力（Ta）與負載扭力（TL）合計在瞬間最大扭力（Tmax）以下YESNOAC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（TM）以下YESNO決定使用馬達第7页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 機械傳動方式1、滾珠螺桿傳動2、齒條及小齒輪傳動應

4、用場合：短距離移動，高精度齒條小齒輪應用場合：較長距離移動第8页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 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：長距離及高速位移第9页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 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、台車傳動第10页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 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、機械手臂上下軸第

5、11页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 伺服馬達容量計算步驟及公式V 速度線TPTLTstatctdtmtcy扭力線1、繪製速度曲線圖第12页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 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（ NM ） NM = NR 3、計算負載扭力（TL） TL 依據機械構成而變化4、計算負載慣量（JL） JL 依據機械構成而變化第13页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 伺服馬達容量計算步驟及公式5、計算負載運行能量（Po） Po 6

6、02 NM TL6、計算負載啟動能量（Pa） Pa （ NM） 602taJL7、選定伺服馬達條件 負載扭力（TL）馬達額定扭力 Pa Po 1.52倍馬達額定輸出功率 NM馬達最大轉速 負載慣量（JL ）35倍馬達轉子慣量第14页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 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（TP） TP TL 啟動扭力（TP）瞬間最大扭力 B、停止扭力檢查（TS） Ts TL 停止扭力（TS）瞬間最大扭力 60 ta2 NM （JMJL ）60 td2 NM （JMJL ）第15页，共42页，2022年，5月20日，22点23

7、分，星期日 伺服馬達容量計算步驟及公式C、實效扭力檢查（Trms） Trms 實效扭力（Trms）額定扭力tcyTP taTL tcTs td第16页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 伺服馬達容量計算相關公式1、移動量 （m）= V 60ta2tctd2當 ta td= （tmta）V 602、馬達軸回轉速度NM（r/min）NM = NR60 （TPMTL）2 NM （JMJL ）3、最小啟動時間tam（s）tam =60 （TPMTL）2 NM （JMJL ）4、最小制動時間tdm（s）tdm =第17页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 負載

8、扭力及負載慣量計算公式1、回轉體A、負載扭力TL（N m ）TLR TB、負載慣量JL（ ）實心圓柱空心圓柱L（m）D（m）L（m）D0（m）D1（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）32JK L （D0 D1）（空心圓柱）32減速機出力側的回轉運動部份JL1RJKJL JKJL11/RNJK MK D81第18页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 負載扭力及負載慣量計算公式2、螺桿（水平）A、負載扭力TL（N m ）TL2 R 9.8 MPBB、負載慣量JL（ ）JL JKJL1 JL2V M1/RPB直線運動部份JL2M

9、 （ ）2RPBC、負載軸回轉速度N（r/min）NPBV 第19页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 負載扭力及負載慣量計算公式2、螺桿（垂直）A、負載扭力TL（N m ）TL2 R 9.8 （MMC）PBB、負載慣量JL（ ）JL JKJL1 JL2V M1/RPB直線運動部份JL2（M MC ） （ ）2RPBC、負載軸回轉速度N（r/min）NPBV MC第20页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 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

10、桿 長 度：LB =1.4 m滾 珠 螺 桿 直 徑：DB =0.04 m滾 珠 螺 桿 導 程：PB =0.01 m聯 軸 器 質 量：Mc =1 聯 軸 器 外 徑：Dc =0.06 m動 作 次 數：n = 40 次/min動 作 距 離： = 0.15 m動 作 時 間：tm = 1.0 s以下摩 擦 係 數：= 0.2機 械 效 率：= 0.85（85）1、速度圖V10速度（m/min）tatdtc1.0tcy時間（s）t = = = 1.5 （ s ）n6060ta = td ta = tm = （s）V60 60 tc = ta 2 = （s）第21页，共42页，2022年，5月

11、20日，22点23分，星期日 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）PBV 負載端回轉速度 N M N R（直結）= = （r/min）3、負載扭力TL （Nm）2 R 9.8 MPB2 4、負載慣量馬達軸換算負載慣量JL JBJC JL1 （）直線運動部份JL1M （ ） （ ） = （）2RPB螺桿部份 JB LD 7.8710 （ ）3232 （ ）2聯軸器部份JC MCD = 1 （ ） （）8181第22页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 伺服馬達容量選擇範例5、負載運行能量（Po） Po （W）602NMTL602 6、負載啟動能

12、量（Pa） Pa （ NM） （ ） （W）602taJL6027、選定伺服馬達條件 負載扭力（TL）馬達額定扭力 Pa Po 12倍馬達額定輸出功率 NM馬達最大轉速 負載慣量（JL ）35倍馬達轉子慣量 依條件選定： 第23页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 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 （Nm） 瞬間最大扭力 （Nm） 馬達轉子慣量 （）8、檢查所選定的伺服馬達 A、啟動扭力檢查（TP） TP TL （Nm） B、停止扭力檢查（TS）Ts TL （Nm）60 ta2 NM （JMJL ）

13、60 td2 NM （JMJL ）60 2 （ ） 第24页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 伺服馬達容量選擇範例C、實效扭力檢查（Trms） Trms （Nm）tcyTP taTL tcTs td（ ） （） 第25页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 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（TCNMPf ）（2 60 ） TP TC Ta=Tp Tc 2、依負載慣量來推定回生容量 Ta （ 2NM（JMJL）（60Ta）TL Td （ 2NM（JMJL

14、）（60Ta）TL Pf Trms TC ER（12）（JMJL） （ 2NM60） EC （12）C（VS（2VC） ） E ER EC P Etcy第26页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日3、依動作波形來推定回生容量 Pf Trms TC Eb（12） 2NM TL 60Td EC （12）C（VS（2VC） ） E ER EC P Etcy 外部回生電阻的選定4、求出回生阻抗值 RMIN=VSI NM （NM（60 2） 2EC（ J） PMAX 2NM Td 60 RMAXVS PMAX VS V HO VS V EO I P A HO I P A EO第27页

15、，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 安裝方式外部配線電源與馬達連接圖第28页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 位置命令接線方式PLC24VPGNDDG 48PP 14PN 15A.PLC+24V 45PGNDDG 48PP 14PN 15B.（外部電源）HOHOControllerGNDDG 48DG 48HO1HO2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。ControllerINPAPALine Driver 轉TTL準位（此方式較好）HOA.ControllerINPAPAHOB.DGGND2K第29页，共42页，2022年，

16、5月20日，22点23分，星期日 安裝方式外部配線安裝方向以及間隔 第30页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 CN1及CN2端子說明第31页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 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7CCW 內部扭矩限制值NO名 稱8CW 內部扭矩限制值9回生電阻保護level10JOG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 scaling14外部扭矩指令 輸入offsetNO名 稱15Brak

17、e 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直線加減速時常數第32页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 參數說明及調整NO名稱28293031電子齒輪比3233定位完了範圍34353637CCW最大積存 脈衝數 CW最大積存 脈衝數38位置比例增益40NO名稱39前饋增益位置smoothing 時間常數414243內部速度限制1內部速度限制2內部速度限制3444546內部速度指令1內部速度指令2內部速度指令3NO名 稱21電子溫度偵測LEVEL22速度比例增益23速度積分時間常數24零速度判

18、定25外部速度指令 輸入比例值26外部速度指令 輸入offset27位置指令輸入脈衝型式第33页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 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4IPM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第34页，共42页，2022年，5月

19、20日，22点23分，星期日 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13CPU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廠商用第35页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 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

20、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RSFGAC輸入濾波器第36页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 故障排除在信號線上連接電容（但會降低響應頻率）PLC24VPGNDDG 48PP 14PN 15（外部電源）HO2K104or103PLC24VPGNDDG 48PP 14PN 15（外部電源）HO2KEG 44將DG與EG連接（若外部電源異常時， Encoder會有損壞的危險）第37页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日 符號對照表N 1/RNM TTLVPBMTpm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）第38页，共42页，2022年，5月20日，22点23分，星期日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JMJLJLJMTMTPTSNMTPTSTLtatdtctcyPfkgm2kgm2倍Nm倍1/minNmNm