1 JL1=( G 2 )× 選定の手引き π×ρ×D4×L [kg・m2] 32 3. モータ軸換算負荷トルクTL の算出 1 P 2 7. 判定 2 JL2=( )× W ×( )[kg・m ] 負荷トルクは駆動部分の摩擦や重力によって生じる力をモータ軸上に G 2π 換算したトルクです。駆動時には常に負荷となるトルクです。 2 以下は,ボールねじ(水平)機構の場合の算出方法です。 TL= (F+μW) η × P 2π × 1 G × 9.8 [N・m] 当社では,以下を判定の目安としています。 ・負荷トルク負荷率 TL ≦ TR × 0.8 (負荷トルクは定格トルクの 480% 以下) π×ρ×D ×L 1 2 [kg・m2] JL1=( )× G 32 ・加速トルク負荷率 Ta ≦ TP × 0.8 (加速トルクは瞬時最大ストールトルクの 80% 以下) TP:瞬時最大ストールトルク F:外部からの力[kg] η:機械効率 2π(N2-N1)×(JL+JM) μT:摩擦係数 a= 60×ta W:ワーク+テーブル質量[ kg] P:ボールネジピッチ[m] G:ギヤ比 + TL [N・m] 2π(N2-N1)×(JL+JM) Tb= - TL [N・m] 4. サーボモータ容量の仮選定 60×tb 1 2 P 2 JL2=( )× W ×( )[kg・m2] T ≦ T 0.8 ・減速トルク負荷率 b P G 2× π (減速トルクは瞬時最大ストールトルクの 80% 以下) TP:瞬時最大ストールトルク (F+μW) Trms P ≦ TR × 1 0.8 ・実効トルク負荷率 TL= × × × 9.8 [N・m] (実効トルクは定格トルクの 80% 2π G 以下) η ・慣性モーメント比 JL ≦ JM × 10 次の 2 つの条件にあてはまるモータを仮選定します。 π×ρ×D4×L 1 2 [kg m2] ・ 2= 項で算出した負荷慣性モーメント( JL・ )が,サーボモータのロー JL1 ( )× G 32 タ慣性モーメント( J )の 210 倍以下 2 (Ta2×ta)M +(TL ×tr)+(Tb ×tb) Trms [N・m] J= L ≦ JM × 10 t ・3 項で算出した負荷トルク (TL) がモータの定格トルク (TR) の 80% (TR (負荷慣性モーメントはモータのロータ慣性モーメントの 10 倍以下) 2π(N2-N1)×(JL+JM) + TL [N・m] Ta= 60×ta なお,トルク負荷率においては余裕度を大きくとることにより,モー × 0.8)以下 1 2 P 2 JL2=( )× W ×( )[kg・m2] TL ≦GTR × 0.8 2 2π 1 Tb Tb 4 × × tb - × 3 × Rφ × tb 2 EM = Ehb1 = × N π×ρ× × 3 × Ke Dφ ×L 2× KT [kg・m2] KT JL1=( ) G 32 5. 加減速トルクの算出 制御可能な場合があります。実機による確認をおすすめいたします。 2π(N2-N1)×(JL+JM) - TL [N・m] Tb= 60×tb (F+μW) P 1 加減速トルクは,モータおよび負荷を加減速させるために必要なトル TL= × × × 9.8 [N・m] クです。 η 2π G 1 2 P 2 JL2=( )× W ×( )[kg・m2] G 2π ■ 加速トルク( Ta)の求め方 + TL [N・m] 60×ta P 1 -1 NT2L:加速後のサーボモータ回転速度[ min = 9.8 ] × ×4 × [N・m] π×ρ× D ×G L 1η 2 2 π -1m2] [ kg・ JL1 =( )× N min ] 1:加速前のサーボモータ回転速度[ G 32 JL:モータ軸換算負荷慣性モーメント[ kg・m2] 2π(N2-N1)×(JL+JM) - TL [N・m2 ] b= JT M:サーボモータのロータ慣性モーメント[kg・m ] 60×tb TL:モータ軸換算負荷トルク 2π(N2-N1)×(JL+[N JM・ )m] + TL [N・m] a= taT:加速時間 1 2[s]60×ta P 2 JL2=( )× W ×( )[kg・m2] G 2π (F+μW) ■ 減速トルク(T b)の求め方 (Ta2× ta)+(TL2×tr)+(Tb2×tb) Trms= [N・m] t 2π(N2-N1)×(JL+JM) - TL [N・m] Tb= (F+μW) 60×tbP 1 TL= × × × 9.8 [N・m] 2π G η 2 1 いては,テーブル機構をゆっくりと回転する場合など,10 倍以上でも 8. 回生電力の算出 回生実効電力 (PM)の計算をおこない,使用する回生抵抗器を決定し ます。この計算結果により内蔵回生抵抗器が使用可能かを判断します。 (Ta2×ta)+(TL2×tr)+(Tb2×tb) Trms= [N・m] t ■ 水平軸駆動の回生実効電力(PM)の求め方 回生エネルギーを求めます。 2 2π(N2-N1)×(JL+JM) Ta= タの温度上昇を抑えることができます。また,慣性モーメント比にお Tb Tb -1 N min ] EM = Ehb = × N × 3 × Keφ × × tb - × 3 × Rφ × tb 2:減速前のサーボモータ回転速度[ 2 KT KT N1:減速後のサーボモータ回転速度[min-1] 2 2 (Ta2×ta)+(TL2×tr)+(Tbkg ×・tb JL:モータ軸換算負荷慣性モーメント[ m) ] Trms= 2π(N2-N1)×(JL+JM) [N・m] + T [ N・・ L JT :サーボモータのロータ慣性モーメント[ kg mm2] = a t M 60×ta TL:モータ軸換算負荷トルク [N・m] tb:減速時間 [s] 2 1 Tb Tb EM = Ehb = × N × 3 × Keφ × × tb - × 3 × Rφ × tb KT 2π(N22-N1)×(JL+JM) KT 6. 実効トルクの算出 - TL [N・m] Tb= 60×tb 実効トルクは,負荷トルク・加速トルク・減速トルクを二乗平均し, 単位時間あたりにした数値です。 1 Tb Tb EM = Ehb = × N × 3 × Keφ × × tb - × 3 × Rφ × tb 2 KT KT EM:水平軸駆動時の回生エネルギー[J] Ehb:減速時の回生エネルギー[J] Ke φ:誘起電圧定数[ Vrms/min -1] (モータ定数) KT:トルク定数[N・m/Arms] (モータ定数) N:モータ回転速度[min -1] R φ:電機子抵抗[Ω] (モータ定数) tb:減速時間[s] Tb:減速時のトルク[N・m] 回生エネルギーから回生実効電力を求めます。 PM = EM t PM:回生実効電力[ W ] EM:回生エネルギー[J] t:サイクル時間[s] ■ 回生抵抗器の選定 以下の条件に当てはまる回生抵抗器を選定します。 ・回生抵抗内蔵サーボアンプの場合 回生実効電力[PM]<内蔵回生抵抗器で使用できる許容回生電力[PR] ・外付け回生抵抗器の場合 回生実効電力[PM]<外付回生抵抗器で使用できる許容回生電力[PRO] サーボアンプには,回生電力を吸収するための回生抵抗が内蔵され Trms= (Ta2×ta)+(TL2×tr)+(Tb2×tb) t [N・m] 49 1 Tb Tb 2 ている型番と,されていない型番がありますので選定の際にはご注 意ください。
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