瀘州西門子授權(quán)PLC模塊總代理

時間：2023-04-12作者：潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司瀏覽：34

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對伺服電動機驅(qū)動的機械系統(tǒng)而言，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素除了機械負載的大小以外，還有負載慣量比這一因素。

三菱 MR-J4 系列的伺服電動機要求負載慣量比小于10。印刷機系統(tǒng)能夠滿足這一指標嗎?由于印刷機傳動系統(tǒng)復雜，機械制造廠家本身未計算每一軸的機械系統(tǒng)負載慣量，而是比照經(jīng)驗來選取伺服電動機。既然*5軸在大負載的情況下能夠穩(wěn)定運行，為何*1軸不能夠穩(wěn)定運行?而且*1軸一直出現(xiàn)速度波動的現(xiàn)象，所以一定是有固定因素在起作用。

機械減速比的影響

再一次檢查機械電氣配置及參數(shù)時，發(fā)現(xiàn)*1軸的減速比為2.4，而其余各軸的減速比為6，顯然這是問題的根源。由于減速比對負載轉(zhuǎn)矩及慣量比影響較大，特別對于負載慣量是成二次方反比的關(guān)系。以下詳述減速比的影響。

慣量比的計算，設(shè)負載慣量為J，負載慣量折算到電動機軸的慣量為J，減速比為 n，則

JL= JoX(1/n)2 (25-1)

因此，設(shè)5軸和1軸的負載慣量J。相同，由于減速比不同，則J，折算到電動機軸的

負載慣量：

對5軸，JL5=JoX(1/n)2=(1/36)Jo=0.0278Jo (25-2)

對1軸，JL1=JoX(1/n)2=JoX(1/2.4)2=JoX(1/5.76) =0.17Jo (25-3)

比較式(25-2)與式(25-3)。

1軸的負載慣量是5軸負載慣量的6.1倍或5軸的負載慣量是1軸負載慣量的16.4%。所以1軸有偏心負載和間歇性負載的共同作用，負載不大而負載形式惡劣，間歇性負載也是引起波動的原因之一。但關(guān)鍵是減速比的影響，實際負載折算到電動機軸的負載慣量較大。所以5軸電動機實際上的負載慣量小，而1軸電動機實際上的負載慣量大。由于三菱伺服電動機要求轉(zhuǎn)動慣量比小于10。**出該指標后系統(tǒng)不穩(wěn)定，這就是造成1軸速度不穩(wěn)的原因。

改變機械系統(tǒng)減速比提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性

為了速度波動，對機電系統(tǒng)做了如下改善：

1) 將1軸齒輪箱減速比改為5;

2) 更換1 軸伺服電動機為HA-LP15K24，電動機功率為15kW，額定轉(zhuǎn)速為2000r/min。

在以上的機電配合下，原轉(zhuǎn)動慣量為0.17Jo，改換減速比后的轉(zhuǎn)動慣量為0.04Jo，轉(zhuǎn)動慣量下降為76%，這樣就大大改善了電動機的負載狀況。而1500r/min 電動機的轉(zhuǎn)動慣量為295，2000r/min 電動機的轉(zhuǎn)動慣量為220。

設(shè)

當前慣量比=0.17Jo/(295x0.0001)=5.76Jo;

更換后的慣量比=0.04Jo/(220x0.0001)=1.82Jo;

更換后的慣量比僅僅為原來的 31.5%。

選擇額定速度為 2000r/min 的電動機是為了提高整機的運行速度。經(jīng)過機電部分的同時改善，整機系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到大大提高，了*1軸的速度波動，保了包裝機的同步運行精度。

小結(jié)

采用三菱 Q173 運動控制器通過虛模式可以構(gòu)成高精度多軸同步運行系統(tǒng)。在進行伺服系統(tǒng)調(diào)試時，要充分注意檢查機電配合，判斷機電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。然后，通過調(diào)整伺服系統(tǒng)的參數(shù)可以使伺服系統(tǒng)在較佳狀態(tài)下運行。




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