伺服電機選型案例：伺服電機+絲桿傳動，垂直布置

一、機構模型簡圖

機構為伺服電機驅動，滾珠絲桿傳動，垂直布置。

二、運行條件（基本參數）

三、運動曲線

《圖云臺》編者點評：這個運動曲線繪制的是有問題的。

運行周期應該是指機構完成一個循環動作的時間，計時從機構運行開始到下次循環開始（完全重復上一循環動作）結束。

以上運動曲線中，只描述了絲桿單方向的運動規律，從上到下（或從下到上）加停止時間，并不是一個完整的運行周期。

正確的運動曲線圖如下：

注：這里假定絲桿上升和下降的運動規律完全一致，且沒有停留時間，絲桿單向運行時間為1.25S。
當然，也可以更加實際情況對上升和下降的時間進行合理分配，如下降的時間可以更短一些，當然本案例有特殊限制（給定了Zui高速度）另當別論。如果按照更新后的運動曲線，且限定Zui高速度為30m/min，行程只能達到0.575m，滿足不了傳送長度0.8m的要求。所以，這個案例是有問題的。作為參考學習，我們姑且把2.5s作為滾珠絲桿單向運行時間（含停留時間），其運行周期為5S。

四、選型計算過程

1.運動曲線如圖所示

另一種思考方法：

加速和減速負載移動的距離

==0.1*0.5=0.05m

以Zui高速度勻速移動的距離：0.8-0.05=0.75m

勻速移動的時間：t2=0.75/0.5=1.5S

結論一樣，思考邏輯稍有不同。

2.直線速度為Zui高時電機轉速

絲桿導程為0.01m，也就是絲桿轉動一圈所移動的距離。

3.計算連續Zui大負載轉矩

注意：這里提出了一個偏載型負載的概念。很多類似案例是忽略了摩擦力，直接計算負載重力。

滑塊的摩擦阻力與滑塊的數量及安裝方式有關，可以查滑軌供應商型錄資料。

這里取20是假設值，取A=B也是假設狀況。

4.計算負載慣量

5.計算加速瞬間轉矩

6.電機選型

7.慣量比

以上是通過轉矩及慣量比來選擇或校核電機是否符合力學性能要求；很多案例到此就完成了電機選型的全部工作。

本案例中，后面是校核電氣精度是否滿足要求。

8.計算電子齒輪比D

9.驗算PLC或運動控制器高速脈沖Zui高輸出頻率能否滿足伺服電機Zui高工作轉速要求，若無法滿足，需增大機構運動分辨率W，修改電子齒輪比D