普通机床数控化改造设计中进给伺服电机的选择

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普通机床数控化改造设计中进给伺服电机的选择收稿日期: 1999- 3- 5
普通机床数控化改造设计中进给伺服电机的选择
Select ion of Feed Servo-motor for the Des ign of Reform i ng
Conven t ionalMachi ne Tools with Numer ical Con trol
钟丽珠
ZHON G L i2 zhu
(广西水电学校， 南宁530023)
(Guangx i Hydrau lic Pow er Co llege， N ann ing 530023)
摘要: 针对普通机床数控化改造的主要设计要点， 结合实例分析介绍交流伺服电机的选用。
关键词: 数控; 交流伺服电机; 电机选择
文献标识码: B文章编号: 1004- 2148 (1999) 02- 0032- 02
0引言
数控机床以其高性能、高效率、高精度等显著
的特点已在现代工业中得到了广泛的应用。但由于
其价格昂贵， 因而把-些陈旧的机床改为数控机床，
是提高生产率、提高经济效益的有效方法。
在机床进给系统改造中， 关键问题之-， 是进
给伺服电机的选择， 由于现代的数控机床-般已不
使用步进电机， 而交流伺服电机又比直流伺服电机
具有更优越的性能， 因而交流伺服电机已得到了广
泛应用。这里仅讨论数控机床进给系统交流伺服电
机的选择问题[1 ]
。
1电机的最高转速
电机选择首先依据机床快速行程速度§速行
程的电机转速应严格控制在电机的额定转速之内。
即n
V m ax×u
P h
×103
≤nm ax (1)
式中nm ax--电机额定转速， rö m in
n--快速行程时电机转速， rö m in
u--系统传动比， u
n 电机
n 丝杠
Ph--丝杠导程， mm
2惯量匹配及计算负载惯量
211惯量匹配条件
为了保证足够的角加速度使系统反应灵敏和满
足系统的稳定性要求， 负载惯量JL 应限制在215 倍
电机惯量JM 之内[2 ]
。
即JL < 215×JM --惯量匹配条件 (2)
212计算负载惯量JL
JL 2
M
j 1
J i (
Xi
X)
2
2
N
j 1
m j (
V j
X )
2
(3)
式中J i--各转动件的转动惯量， kg·m 2
Xi--各转动件角速度， radö m in
m j--移动件的质量， kg
V j--各移动件的速度，mö m in
X--伺服电机的角速度， radö m in
3空载加速转矩
空载加速转矩发生在执行部件从静止以阶跃指
令加速到快速时。-般应限定在变频驱动系统最大
输出转矩的80%以内[3 ]
即Tm ax
2P n (J L J M )
60tac
TF≤TAm ax×80% (4)
式中TA m ax--与电机匹配的变频驱动系统的最
大输出转矩，N·m
2 3