伺服馬達的案例
大型串聯伺服壓力機典型故障處理及對策
圖5 滾珠絲杠滾珠直徑變更的對策
表2 現行品與改良品式樣對比
伺服馬達的頻發故障
伺服馬達是伺服壓力機的動力組成部分之一，它通過同步皮帶或者直接式聯軸器將動力傳遞給減速機，帶動壓力機進行工作。目前某汽車廠伺服壓力機生產線使用了178 臺伺服馬達，最近53 臺伺服馬達故障頻發。
伺服馬達軸承損壞典型故障事例
⑴伺服馬達軸承破損的形式(圖6)。
圖6 伺服馬達軸承破損形式
⑵伺服馬達軸承破損分析。按當初的零星散發故障來考慮，馬達的壽命等于軸承的壽命，因此從軸承的壽命來查找原因進行判別。
馬達的設計壽命，載荷條件以伺服氣墊的馬達為例，軸承壽命以軸的動態載荷作為同等平均載荷算出。生產部品以下記比率、假設1 個循環的扭矩計算，圖7 為按3 個模式條件區分進行壽命計算；以1 個循環內發生的扭矩作為平均壽命計算，見表3。
圖7 3 個模式條件區分
表3 按3 個模式條件區分進行壽命計算
⑶馬達徑向載荷軸承破損。皮帶初期的張緊力、氣墊所受的載荷還有瞬間馬達的最大扭矩，最終會使轉子受到徑向動態載荷。馬達載荷過大造成潤滑油膜被切斷，使滾珠與軸承內外圈軌道面發生磨損，導致軸承保持架破損。
⑷馬達軸承破損對策見表4。軸承強化，對軸承的材質、熱處理方式進行變更，在高載荷下使用耐久性高的軸承。
表4 馬達軸承破損對策
伺服壓力機滑塊高速減速機輸入軸斷裂故障分析
伺服壓力機在高速生產過程中發生聯動中停止報警，對壓力機伺服馬達、減速機進行檢查，寸有異響。打開蓋板發現減速機皮帶輪側軸斷裂(圖8)，輸入軸詳細剖面圖見圖9。
展開 伺服壓力機在汽車與家電行業的應用優勢
能達到上述的功能取決于壓力機是否有強大的伺服馬達支持，但并非只是將驅動方式由傳統馬達改為伺服馬達或者油壓伺服泵驅動就能解決。不同于市面上通用的伺服馬達，協易與技術伙伴共同開發的壓力機專用伺服馬達(圖1)，可于低轉速下達到高扭力，兼具高出力動力源的穩定控制，與馬達動作的高速控制功能，滿足了伺服壓力機所要求的強大沖壓能力，以及正確且高速的滑塊動作，如此才能真正符合沖壓加工的特點。
圖1 協易伺服壓力機專用伺服馬達
另一個受到青睞的優點則是伺服壓力機是以環保節能的理念來設計的。在機構設計上，采用伺服馬達與驅動軸一體化的直驅式結構(圖2)，省去飛輪可減少能源消耗。電控系統方面，通過電力平準化設計(圖3)，平穩沖壓加工與滑塊加減速時的電力負荷變化，使工廠的電源需求不會急速上升。由于內建電能回升系統，電力可回收再利用、能量轉換效率最大，與傳統壓力機相比，可節省電能30%以上。
圖2 協易伺服壓力機直驅式結構
圖3 協易伺服壓力機的電力平準化設計
伺服壓力機在汽車行業的應用
協易伺服壓力機的客戶有8 成以上來自汽車金屬沖壓業，以下通過案例來說明伺服壓力機的多樣曲線如何配合不同工藝為客戶帶來絕佳的效益。
⑴連續模搭配鐘擺曲線大幅提升生產效率。某日本客戶生產汽車冷卻器用的散熱片，滑塊運動以短行程運作，每分鐘的生產節拍可高達170 下，但換模或需要調整參數時又可快速轉換為全行程，大幅節省非生產作業的時間。
⑵多段振動曲線讓深抽引工件完美成形。此為在滑塊快速地上下振動的同時，進行加壓加工的曲線，亦有滑塊不向上拉回的step 曲線。抑制抽引加工時工件產生板厚變化，并防止工件發生起皺、破裂情形；減少加工時的發燙與模具耗損；提高下料加工的斷面質量。
展開 伺服壓力機在汽車與家電行業的應用優勢
不同于市面上通用的伺服馬達，協易與技術伙伴共同開發的壓力機專用伺服馬達(圖1)，可于低轉速下達到高扭力，兼具高出力動力源的穩定控制，與馬達動作的高速控制功能，滿足了伺服壓力機所要求的強大沖壓能力，以及正確且高速的滑塊動作，如此才能真正符合沖壓加工的特點。
另一個受到青睞的優點則是伺服壓力機是以環保節能的理念來設計的。在機構設計上，采用伺服馬達與驅動軸一體化的直驅式結構(圖2)，省去飛輪可減少能源消耗。電控系統方面，通過電力平準化設計(圖3)，平穩沖壓加工與滑塊加減速時的電力負荷變化，使工廠的電源需求不會急速上升。由于內建電能回升系統，電力可回收再利用、能量轉換效率最大，與傳統壓力機相比，可節省電能30%以上。
圖1 協易伺服壓力機專用伺服馬達
圖2 協易伺服壓力機直驅式結構
伺服壓力機在汽車行業的應用
協易伺服壓力機的客戶有8 成以上來自汽車金屬沖壓業，以下通過案例來說明伺服壓力機的多樣曲線如何配合不同工藝為客戶帶來絕佳的效益。
⑴連續模搭配鐘擺曲線大幅提升生產效率。某日本客戶生產汽車冷卻器用的散熱片，滑塊運動以短行程運作，每分鐘的生產節拍可高達170 下，但換模或需要調整參數時又可快速轉換為全行程，大幅節省非生產作業的時間。
圖3 協易伺服壓力機的電力平準化設計
⑵多段振動曲線讓深抽引工件完美成形。此為在滑塊快速地上下振動的同時，進行加壓加工的曲線，亦有滑塊不向上拉回的step 曲線。抑制抽引加工時工件產生板厚變化，并防止工件發生起皺、破裂情形；減少加工時的發燙與模具耗損；提高下料加工的斷面質量。此加工方式非常適用于擴孔攻絲的工藝。
⑶可編程的連桿曲線優化后可提升產能，降低反向負荷，例如卡車用的連接件，優點是在提升產能的同時，提高成形的穩定度，降低反向負荷，模具壽命可被延長。
展開 燃燒器的五大結構詳解
準備階段：程控器得電后，開始內部程序自檢，同時，伺服馬達驅動風門到關閉狀態，程序自檢完畢后，處于待機狀態，當恒溫器、過高過低燃氣壓力開關、蒸汽鍋爐蒸汽壓力開關等限制開關允許時，程控器開始啟動，進入預吹掃階段。如果電磁閥組帶有泄漏檢測系統，該系統在上述限制開關允許時先進行閥門泄漏檢測，檢測通過后，才進入預吹掃階段。
預吹掃階段：伺服馬達驅動風門到大火開度狀態，同時風機馬達啟動，以吹入空氣進行預吹掃，根據程控器的不同，約吹掃20~40秒后，伺服馬達驅動風門到點火開度狀態，準備點火。整個預吹掃階段，空氣壓力開關測量空氣壓力，只有空氣壓力保持在一個足夠高的水平上，預吹掃過程才能持續進行。
點火階段：伺服馬達驅動風門到點火開度狀態后，點火變壓器切入，并輸出高電壓給點火電極，以產生點火電火花，約3秒后，程控器送電給安全電磁閥和比例式電磁閥，閥打開后，燃氣到達燃燒頭，與風機提供的空氣混合，然后被點燃。在閥打開后2秒內，電離電極應檢測到火焰的存在，只有這樣，程控器才繼續后面的程序，否則，程控器鎖定并斷開電磁閥停止供氣，同時報警。
正常燃燒階段：點火正常并穩定燃燒幾秒后，伺服馬達驅動風門到大火開度狀態，同時，比例式燃氣調節閥菜的伺服電機切入，并根據空氣壓力和爐膛背壓來調節燃氣閥后的燃氣壓力以調節燃氣量，達到穩定、高效燃燒的目的。此后，燃燒器根據各個限制開關的要求自動實現大小火轉換和停機。此外，整個燃燒過程中，電離電極和空氣壓力開關對燃燒器實行監控。
常見故障現象、原因及處理方法
在發生故障時，必須高先檢查燃燒器正常運轉的條件是否滿足：
1、供電是否正常？
2、燃料供應系統是否正常？如供氣管道上的燃氣壓力是否正常以及球閥是否打開（氣機）？油箱里是否有油以及供油回油管道上的閥門是否打開（油機）？
3、所有的調節器和控制器的調節和聯鎖控制是否正常？
展開 
淺談凸輪分割器和中空旋轉平臺的區別
中空旋轉平臺
結論指出，目前中空旋轉平臺可替代凸輪分割器，中空旋轉平臺多用于旋轉運動場合，馬達輕松配制，承載穩重，可搭配AC伺服馬達或步進馬達做任意角度分割，且中空旋轉平臺的穩定性很好，小巧不占空間。
中空旋轉平臺的轉盤為中空結構，伺服電機或者步進電機連接在側邊，方便冶具中的氣管、電線安裝。中空旋轉平臺的轉盤由一套精密交叉滾子軸承支撐，軸承中的滾子呈90度交錯排列，并且滾子直徑略大于軸承內圈與外圈間的滾道尺寸，使得交叉滾子軸承的內外圈及滾子之間存在預緊力，由此軸承支撐的伺服旋轉平臺轉盤能夠承 受徑向、軸向、傾覆等各種力矩，其剛性是傳統軸承的10倍以上。
步進和伺服馬達任意配置，中空旋轉平臺通過定制法蘭及輸入軸孔的方式靈活變換接口尺寸大小，適合連接任意品牌的伺服電機、步進電機。
end
展開 [國產PLC]耐特生產PLC在自動焊錫機中是怎么運用
為了能夠使焊錫機實現直焊、 運動焊等組合， 提高精確焊錫， 焊錫機械手的 3 個運動軸選用伺服馬達， 以保證焊錫的精度要求；撥錫機構為了能夠調節撥錫片下降的深度， 選取了步進馬達， 使其能夠在觸摸屏上調節高度； 為了應對大小不同的產品， 配合機械手的焊錫， 子錫杯的高低選用一臺伺服馬達控制， 使其能夠與機械手配合以適用多種產品多種工藝的需求。檔案數據存儲在觸摸屏中， 各檔案可自由調取、 存儲、 刪除等 。
三、功能特點
現代焊錫機已能焊出無內外缺陷的、 機械性能等于甚至高于被連接體的焊縫。 提高焊接機械化和自動化水平， 研制從準備工序、 焊接到質量監控全部過程自動化的專用焊機 。 已將以往需要幾次工序完成的過程一次性完成， 這極大地提高勞動生產率 。
展開 600MW超臨界汽輪機汽流激振問題的解決
高、中壓主汽門、高壓調速汽門分別由各自的伺服馬達控制。中壓缸4個調速汽門由兩個伺服馬達控制。高壓缸調速汽門正常開啟順序為#1、2同時開啟，#3、4依次開啟。#3、4高壓調節汽閥帶有重調裝置，冷態啟動在400MW前投入#3、4高壓調門重調機構后可使4個高壓調節汽閥同時開啟，機組負荷大于400MW以后退出#3、4高壓調門重調機構，隨著負荷的增加高壓調門按正常特性曲線開啟。
下圖是高壓缸前軸承（#1軸承）和高壓調速汽門布置情況（從機頭向發電機側看）。
3.2機組振動特征
2000年5月9日，#1機組負荷在650～700MW期間，主機#1軸承振動有突發現象，隨即波及相鄰軸承。振動突增的主要分量為21～22Hz，幅值由正常的15μm以下瞬間增至50μm以上。
2000年5月16日，根據俄羅斯專家的建議對主機#1軸承解體檢查。解體后發現#1軸承上、下阻油邊均有不同程度磨損，同時發現#2、#6瓦塊背弧與軸瓦洼窩有0.15～0.20mm間隙，檢修中對阻油邊進行車削，保證阻油邊低于可傾瓦表面0.10～0.15mm，對瓦塊背弧進行補焊處理，保證#2、#6瓦塊背弧與軸瓦洼窩之間沒有間隙。此次處理后機組再次啟動振動尚未消除。
2000年6月12日，一號機組再次啟動加負荷至700MW左右時，主機#1軸承突發振動再次出現，隨負荷增加垂直和水平方向振動均達到跳機值（11.2mm/s），同時波及其它各軸承。將負荷減至680MW以下后，振動恢復原狀態。
3.3振動原因分析
從振動機理和特征上分析，發生在綏電一號機組的突發振動是典型的汽流激振，屬自激振動的范疇，符合如下特征：
3.3.1 振動幅值與機組負荷有關，并有良好的再現性。
3.3.2 突發振動發生在高壓轉子前軸承，引起轉子渦動的力與蒸汽流量密切相關。
展開 多工位壓力機在家電領域的應用
第三代伺服單機多工位生產線
規模化的生產需要穩定的質量來保障效益。隨著勞動成本的提高，自動化、智能化的需求越來越高，加之對資源和環境因素的要求，市場展示了對伺服多工位壓力機的需求。我公司借鑒學習了日本的伺服直驅壓力機技術，并實現了規模化和標準化生產，伺服電機同傳統電機相比，能夠提供更精準的控制，在驅動技術、節能環保、精確控制等方面有巨大優勢，由伺服馬達驅動的壓力機，壓力直接由伺服馬達的扭力輸出轉變而成，其低速大扭矩伺服電機和齒輪直接驅動，減少了中間環節，確保傳動的可靠性和效率，電機的最大峰值扭矩60000Nm、400rpm，驅動器最大電流3320A、額定功率550kW。通過伺服技術和多工位技術的應用，我公司伺服多工位壓力機具有自動化、智能化、操作安全、沖壓件綜合成本低、勞動生產率高、制件質量高等特點，能夠滿足客戶大批量生產的需要。
特殊超大型伺服壓力機的傳動主要包括：伺服電機、高速軸、中間齒輪、中間齒輪軸、偏心齒輪、低速軸、連桿、滑塊。伺服電機布置在機架的后側，布置方式為左右式；高速軸與伺服電機連接，高速軸與中間齒輪嚙合，中間齒輪安裝在中間齒輪軸上，中間齒輪軸與偏心齒輪嚙合，偏心齒輪安裝在低速軸上，連桿大端安裝在偏心齒輪上，連桿的小端與滑塊連接。
該伺服壓力機桿為四連桿機構，其動力源由伺服電機提供。減速機構采用齒輪減速。為保證工件沖壓加工精度以及設備力學特性的要求，在滿足兩伺服電機運動的主從關系和控制之間的反饋以及電氣同步的同時，外加一級齒輪傳動實現機械同步，在保證電機同步的同時需要機械同步，傳動結構如圖4 所示。實物照片及伺服電機布置如圖5、圖6 所示。
展開 耐特自控PLC的Modbus控制與脈沖輸出在高速繩帶編織機運用中的運用優勢
硬件上我們采用一個變頻電機和一個伺服電機，通過變頻器電機通過各齒輪的傳動帶動線套高速旋轉，使各線套不斷出線纏繞。再由伺服電機通過齒輪傳動拉動以經纏繞好的線。
為了實現這一系列的動作，PLC通過Modbus協議與變頻器進行通訊和PLC用脈沖輸出控制伺服馬達。CPU224XP通過Modbus時時讀取變頻器頻率，使PLC才能在第一時間進行復雜的計算，極大減小數據延遲和錯誤；CPU224XP通過端口Q0.0脈沖輸出，脈沖數和脈沖周期由客戶輸入的帶子長度和節距等參數經過復雜的計算而得出的。通過脈沖數量來控制點機的行程比一般的方式更加精準。
三、功能特點
高速繩帶編織機運用了耐特PLC，整個系統可在高速運轉中自由調整變頻器的頻率，可按照客戶的需求隨意調整出帶的快慢；該系統可設為多段節距運作，可按照客戶的需求隨意調整線的粗細；且該系統還配備了斷線報警功能，當設備有斷線故障發生時，整套設備會自動停下來，等待操作人員來處理異常，待異常重新處理完畢后，方可繼續工作。
四、結語
整個高速繩帶編織機經過近一年的使用證明：耐特PLC可編程控制器工作是可靠的，性能是優良的，整個控制系統好用、易用；耐特ST-200PLC控制器是一種非常好用的控制設備，它工作可靠，成本低廉，性能優異。用耐特ST-200PLC控制器可以制造出非常出色的控制系統。
展開 IGBT晶圓在新能源汽車充電樁領域的應用
廣泛應用在中等功率驅動器、1200V光伏、電焊機、工業縫紉機、伺服馬達等等領域。
茂矽電子成立于1987年，晶圓制造長期聚焦在功率半導體元件及電源管理IC領域，以MOS管、IGBT晶圓，模擬芯片、二極管等產品為主，打破國外壟斷現象。
在IGBT晶圓應用領域，臺灣茂矽電子便是其中的佼佼者之一。了解更多關于臺灣茂矽電子IGBT晶圓的技術應用，請聯系：133 9280 5792(微信同號)
新能源汽車持續增長，新能源充電樁遍地開花
廣泛應用在中等功率驅動器、1200V光伏、電焊機、工業縫紉機、伺服馬達等等領域。
茂矽電子成立于1987年，晶圓制造長期聚焦在功率半導體元件及電源管理IC領域，以MOS管、IGBT晶圓，模擬芯片、二極管等產品為主，打破國外壟斷現象。
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Solidworks—滾珠絲杠的選型計算
第一節、滾珠絲杠計算中的基本參數
1、容許軸向載荷
絲杠軸的挫曲載荷（P1）
絲杠軸的容許拉伸壓縮負荷（P2）
2、容許轉速
絲杠軸的危險速度（N1）；
DN值(N2)；
3、靜態安全系數（fs）
4、滾珠絲杠的壽命
額定壽命（總轉數L）
工作時間壽命（Lh）
運行距離壽命（Ls）
第一節、滾珠絲杠的選型流程
流程
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選型案例高速搬送裝置（水平使用）
1、選擇條件：
工作臺質量：m1=60kg 工件質量：m2=20kg
行程長度：ls=1000mm 最大速度：Vmax=1m/s
加速時間：t1=0.15s 減速時間：t2=0.15s
每分鐘往返次數：n=8min-1 無效行程：0.15mm
定位精度：±0.3mm/1000mm(從單向進行定位)
反復定位精度：±0.1mm
導向面上的摩擦系數：u=0.003
最小進給量：s=0.02mm/脈沖
希望壽命時間：3000h
導向面的阻力：f=15N（無負荷時）
驅動馬達：AC伺服馬達、額定轉速：3000min-1
減速機：無（直接）A=1
二選擇項目：
1、絲杠軸直徑
2、導程
3、螺母型號
4、精度
5、軸向間隙
6、絲杠軸支撐方式
7、驅動馬達
三、導程精度與軸向間隙的選擇：
導程精度的選擇：
為了得出定位精度±0.3mm/1000mm:
請點擊此處輸入圖片描述
導程精度必須選擇±0.09mm/300mm以上
參照B15-20表1，滾珠絲桿的精度等級選擇為：C7（運行距離誤差
展開 應用在大功率驅動器中的IGBT晶圓
廣泛應用在中等功率驅動器、1200V光伏、電焊機、工業縫紉機、伺服馬達等等領域。
茂矽電子成立于1987年，晶圓制造長期聚焦在功率半導體元件及電源管理IC領域，以MOS管、IGBT晶圓，模擬芯片、二極管等產品為主，打破國外壟斷現象。
在IGBT晶圓應用領域，臺灣茂矽電子便是其中的佼佼者之一。了解更多關于臺灣茂矽電子IGBT晶圓的技術應用，請聯系：133 9280 5792(微信同號)
【干貨】伺服、步進、變頻三大控制要點詳解
4
伺服系統結構
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伺服控制的選型步驟
1.確定機械規格，負載、剛性等參數。
2. 確認動作參數，移動速度、行程、加減速時間、周期、精度等。
3. 選擇馬達慣量，負載慣量、馬達軸心轉換慣量、轉子慣量。
4. 選擇馬達回轉速度。
5. 選擇馬達額定扭矩。負載扭矩、加減速扭矩、瞬間最大扭矩、實效扭矩。
6. 選擇馬達機械位置解析度。
7. 根據以上選擇馬達型號。
20年非標機械設計總結
機 構
1.動力源:
A.汽缸：無桿,單桿,雙桿,旋轉汽缸,機械手
B.馬達：普通馬達,變速馬達,電磁剎車馬達, 步進馬達, 伺服馬達
吸風機,鼓風機,真空泵,抽油泵
各種馬達計算公式：
A．伺服馬達，步進馬達
1．自啟動運轉(低速領域，大的加速轉矩)
運轉派波速度：動作派波數/定位時間（動作派波數=(L/Lrev)*(360 度/θs）)
（θs 為 step 角）
2．加速運轉時：
加速時間=定位時間*0.25(s)
運轉派波速度 f[HZ]=（動作派波數-啟動派波數*加減速時間）/（定位時間-加減速時間）=(A-f1*t1)/(t0-t1)
運轉速度=（運轉派波速度*step 角*60）/360
計算加速轉矩：
自啟動運轉時：Ta=[轉子慣性慣量+全慣性慣量）*pi*step 角*（運轉派波數）平方/180 度*系數]=[(Jo*i 平方+Jl)*pi*θs*f2 平方/180 度*n] n=3.6 度/θs
加速運轉時：Ta=[轉子慣性慣量+全慣性慣量）*pi*step 角*（運轉派波速度-啟動派波速度）/180度*加減速時間]=[(Jo/i 平方+Jl)*pi*θs*（f2-f1）/180 度*t1]
必要轉矩：
必要轉矩=（負載轉矩+加速轉矩）*安全率=（Tl+Ta）*（1.5~2）
加減速斜率：
加減速斜率=(加減速時間/運轉派波速度-啟動派波速度) = (t1/f2-f1) >20 或 30（部分伺服步進條件）
慣性慣量比=（機器全慣性慣量/馬達轉子轉動慣量）=Jl/J0*減速比的平方<10
負載轉矩：
絲桿驅動：Tl=[（F*P1/2*pi*η）+(μoFoP1/2pi)]/i
F=F1+mg(sinα+μcosα)
皮帶輪驅動：
Tl=[（μF1+mg）
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