伺服电机选型案例：伺服电机+丝杆传动，垂直布置

一、机构模型简图

机构为伺服电机驱动，滚珠丝杆传动，垂直布置。

二、运行条件（基本参数）

三、运动曲线

《图云台》编者点评：这个运动曲线绘制的是有问题的。

运行周期应该是指机构完成一个循环动作的时间，计时从机构运行开始到下次循环开始（完全重复上一循环动作）结束。

以上运动曲线中，只描述了丝杆单方向的运动规律，从上到下（或从下到上）加停止时间，并不是一个完整的运行周期。

正确的运动曲线图如下：

注：这里假定丝杆上升和下降的运动规律完全一致，且没有停留时间，丝杆单向运行时间为1.25S。
当然，也可以更加实际情况对上升和下降的时间进行合理分配，如下降的时间可以更短一些，当然本案例有特殊限制（给定了最高速度）另当别论。如果按照更新后的运动曲线，且限定最高速度为30m/min，行程只能达到0.575m，满足不了传送长度0.8m的要求。所以，这个案例是有问题的。作为参考学习，我们姑且把2.5s作为滚珠丝杆单向运行时间（含停留时间），其运行周期为5S。

四、选型计算过程

1.运动曲线如图所示

另一种思考方法：

加速和减速负载移动的距离

==0.1*0.5=0.05m

以最高速度匀速移动的距离：0.8-0.05=0.75m

匀速移动的时间：t2=0.75/0.5=1.5S

结论一样，思考逻辑稍有不同。

2.直线速度为最高时电机转速

丝杆导程为0.01m，也就是丝杆转动一圈所移动的距离。

3.计算连续最大负载转矩

注意：这里提出了一个偏载型负载的概念。很多类似案例是忽略了摩擦力，直接计算负载重力。

滑块的摩擦阻力与滑块的数量及安装方式有关，可以查滑轨供应商型录资料。

这里取20是假设值，取A=B也是假设状况。

4.计算负载惯量

5.计算加速瞬间转矩

6.电机选型

7.惯量比

以上是通过转矩及惯量比来选择或校核电机是否符合力学性能要求；很多案例到此就完成了电机选型的全部工作。

本案例中，后面是校核电气精度是否满足要求。

8.计算电子齿轮比D

9.验算PLC或运动控制器高速脉冲最高输出频率能否满足伺服电机最高工作转速要求，若无法满足，需增大机构运动分辨率W，修改电子齿轮比D