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设计+制作,交流伺服电机使用与附件制作全攻略

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楼主
发表于 2017-6-25 14:02 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
        交流伺服主轴是主轴或者叫动力头系统的最佳形态,全闭环控制精度高,主动的闭环震动抑制系统,提供精准的速度,优异的快速的稳定的速度相应,数倍的短时间转矩增益,反映到实际使用过程中就是加工运转切削平稳,刀具损耗低,加工效率高,适合精密运转控制,精益生产

        一,伺服主轴机械部分:伺服电机与机械主轴之间连接有皮带驱动,联轴器直连,齿轮驱动等,这个帖子主要讲解皮带驱动,什么皮带?多楔带,以点代面系统做个设计,并制作出来

        二,伺服皮带主轴速度控制部分,讲解下控制原理,控制电路设计与实际制作

        先从伺服电机结构安装讲起,伺服电机的安装结构强度,安装结构的精度都有一定要求,还要结合散热需求,以S1工作制(持续全功率运转)来说,散热面积要足够大,其他S2-S7工作制散热面积不等,以下的设计是一个符合S1工作制的伺服电机座,结构强度满足最高1.2KW伺服电机(80-100法兰)全功率运转,同时兼容1.2KW以下功率伺服电机,具体设计图如下

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20电机座尺寸.jpg

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沙发
 楼主| 发表于 2017-6-25 14:07 | 只看该作者
本帖最后由 18651690718 于 2017-6-25 14:39 编辑

        这是一个用50*100*6*200的铝合金矩管设计制作的伺服电机安装座,用来与主轴连接,如果是单板电机安装座,安装1.2KW伺服电机的话,厚度要12-15毫米,如果用角铝,厚度要8-12毫米,用矩形铝管厚度6-8毫米就可以,因为市场上能买到的适合的就是6毫米厚50*100的,所以只能用这个做了
         依据安川伺服电机说明资料,750W伺服电机安装座要等效于散热面积250-300平方厘米的散热片,750W以上要更大,750W以下可以小一些,国产或台产伺服电机效率低一些,散热面积要大一点,这个设计散热部分充分考虑到各种因素,做到散热面积最大化,有效散热面积超过600平方厘米,足够1.2KW伺服电机工作在S1状态,表面积测绘结果800多平方厘米,考虑到有些小面通风量不足,定义为有效散热面积超过600平方厘米,表面积测绘图如下


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散热面积.jpg
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 楼主| 发表于 2017-6-25 15:47 | 只看该作者
        这个伺服电机座用的铝型材可以安装几十W到1200W伺服电机,现在的设计兼容两个主流品种60法兰和80法兰框伺服电机,其中60法兰功率200W-600W,80法兰功率400W-1KW,其他有些小众品种比如70-86-90-100的都可以用这个铝合金矩形管来做

        实际操作和制作不算很难,如果说有难点,那就是小腰孔和大腰孔,小腰孔是收紧皮带用的,大腰孔是配合收紧皮带,主轴避空用

        小腰孔长20毫米宽9毫米,配合8毫米固定螺丝收紧皮带,实际制作方法:

        1,间隔10毫米钻三个5毫米孔,然后用9毫米钻头扩孔,再用8毫米铣刀钻去多余部分

        2,锉和打磨,打磨留到最后修饰外观时再处理

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 楼主| 发表于 2017-6-25 16:24 | 只看该作者
        大腰孔操作,同步交错钻两个大圆孔,其实很难同步起来,同步钻通严重考验操作技能,不同步钻通下一步操作就多费点体力锉了



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 楼主| 发表于 2017-6-25 18:26 | 只看该作者
        打样试做5个,准备用在65直径和60直径的主轴动力头上,开孔器的直径65毫米,一共十个大腰孔,打出双环同步通孔6个,概率还可以



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 楼主| 发表于 2017-6-25 18:30 | 只看该作者
        台钻的功率只有375W,打到后期已经闻到电机油漆味了,电机滚烫,出力明显软弱

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发表于 2017-6-25 19:56 | 只看该作者
钻头换 铣头,弄弄,,
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 楼主| 发表于 2017-6-25 20:18 | 只看该作者
老阿杜 发表于 2017-6-25 19:56
钻头换 铣头,弄弄,,

        基本上都是孔加工,不过这些大孔对台钻要求高一点,起步Z512,用Z516或更大的比较好,下面的孔就无难度了,不论大孔还是小孔,50孔是60法兰伺服电机端面止口,70孔是80法兰伺服电机端面止口,也就是说这个电机座同时支持60法兰和80法兰两种伺服电机,还支持60步进电机




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发表于 2017-6-25 22:28 | 只看该作者
好型材啊!
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发表于 2017-6-26 05:53 | 只看该作者
楼主批量生产阿
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 楼主| 发表于 2017-6-26 07:06 | 只看该作者

        第一职业机械设计,第二职业装配钳工,所以除了台钻,不碰其他机床。两个职业已经混搭了,再搭一个职业就乱套了,如果有不适合台钻作业的零件,全部外协,加工过程中无意做出了小月亮,以后孩子要月亮就这么办



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 楼主| 发表于 2017-6-26 07:08 | 只看该作者

         小试,不批量生产,批量生产还是以数控铣比较经济,钳工制作模式效率太低

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 楼主| 发表于 2017-6-26 07:34 | 只看该作者
        最大孔70毫米,Z512台钻功率才375W,操作中堵转频繁,电机暴热,做一两个的话能一口气打完,做五个就不行,打一小时休息下再打,一次做五个操作效率能接受,要做十几个的话要750W台钻或钻铣床,推测750W也会堵转,所以上批量的话至少要1.0KW出力的主轴系统才能持续不断打下去

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 楼主| 发表于 2017-6-26 10:22 | 只看该作者
        钻安装定位底孔,去毛刺,暂时不攻丝,放到最后阶段



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 楼主| 发表于 2017-6-26 12:05 | 只看该作者
        接下来就是精度处理,安装面平面度80%核心区域0.02毫米,两平面平行度0.04,这个精度只有磨床能加工出来,磨铝价格是磨铁的两三倍,不处理的话矩形铝管中间凹陷20-30丝,直接装伺服电机运行是没有问题,跟精益生产就有背道而驰的感觉,上铣床或加工中心刷两刀是最经济的,也能用,中庸路线

        钳工是精度处理工,就是手工处理比磨床要奢侈得多,加工一个面至少一小时,两个面两小时,先粗染粗研粗磨,全部显点后转精研精磨





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 楼主| 发表于 2017-6-26 13:11 | 只看该作者
        当然除了淌汗,忍受巨大的噪音之外,精密研磨也需要点高质量的器具和一定的操作技巧



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 楼主| 发表于 2017-6-26 20:30 | 只看该作者
        预计比较乐观,实际操作比预计的艰苦些,十个面研磨工作持续了十几个小时,还只是完成了粗研磨。粗研磨也够用了,粗研磨之后做倒角,两外两个面要打花掩盖下原始的瑕疵,到处是花的就不觉得瑕疵扎眼

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 楼主| 发表于 2017-6-26 20:40 | 只看该作者
        原计划两天完成,现在两天完成个大概,明天精研和攻丝善后,按40块钱一小时计价,工作30个小时,人工费1200块,工具场地损耗七七八八一加,成本1500,一个要卖的话300块,只是个本钱,还没有利润

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发表于 2017-6-27 01:15 | 只看该作者

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 楼主| 发表于 2017-6-27 09:02 | 只看该作者
        精磨也不是完全精磨,因为粗磨阶段显点的数量基本够了,所以把精磨的工序减少至2-4循环,灵活应用标准,说难听点偷工,说好听点降低成本,但还要准确一点定义这道工序:半精研磨

        价值300块的伺服电机座制作接近尾声,铝合金做人工打磨的圆弧倒角可操作性好



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