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直线电机的选型

6.1 直线电机选型的重要性

直线电机系统的结构与旋转电机系统的结构有所不同。旋转电机往往通过丝杠、皮带轮等转 动部件转化为直线运动。而直线电机采用直接驱动技术，直线电机的性能起到了决定性的作用。直线电机用户往往对负载的运动有一系列的要求。这样就需要我们为客户选择一款合适的电机。如果选择不当，则可能达不到客户的要求，或者给客户造成成本不必要的上涨。并不是所有的传 统传动机构都能被直线电机替代，如果工作状态不能发挥直线电机的高速性能，这种替代可能是 不合理的。

传统的旋转电机可以通过减速机构保证功率的正常发挥，而直线电机系统的持续推力和大推 力是有限制的，且却不能通过减速等方式产生更大的力。所以当速度很低时，力也不能变大，所 以正常的功率不能被发挥出来。

另外对于成本问题，直线电机的前期成本虽然高于丝杆，但对于高精度的应用时，高等级的丝 杆的采购成本也会比较高，并且此时丝杆系统也需要考虑安装线性编码器，这样直线电机和丝杆 之间的成本差距就会变得很小；并且丝杆传动的平台还存在着使用中的维护和磨损问题，由此带 来的人工成本和维护成本也不容小视，后，随着直线电机的生产技术的提高以及量产化的不断 扩大，其采购成本也在不断降低。

6.2 根据客户的要求选择电机

直线电机的使用目前还没有旋转电机广泛，了解直线电机的用户还不是很多。用 户在想使用直线电机时，没有自行选择直线电机的能力。这样就需要我们根据用户的 要求来帮用户选择。

由于用户没有选择的能力，所以用户只会提供他们的要求。根据直线电机应用场 合，这些要求往往是：行程、加速度、高速度等。实际上，我们的客户都不会给我 们这些数据。因为这些数据时需要计算出来的，用户往往不会去计算，或者计算出来 的数据并不准确。这时候就需要我们想客户了解，直线电机需要带动什么样的负载， 这个负载要做什么样的运动。

6.2.1 确定运动曲线

在确定负载的运动曲线之前，我们先要了解客户的负载是什么样的。很多客户的 负载都是加工件或者其他物料，直线电机除了驱动物料以外，还需要驱动放置或者固 定这些物料的置具或抓具。这些置具或抓具往往比物料更大、更重。我们需要了解的 是直线电机驱动的整个运动部分的质量。

这是我们选型时用到的真正负载

直线电机选型的基本原则是根据马达的自身参数，利用数学关系计算出运动曲线 中所需要的大推力和RMS力。当直线电机的大推力和持续推力满足这些要求时才可 以选择。

我们以常见的运动曲线为例，要求从负载在 t 时间内从该轴的A点运动到B点， 距离为 s 。当负载加速到某一速度 v 以后做匀速运动，到达B点时速度为0，停顿一段 时间后，再从B点返回A点，返回时的要求与之前一样，就这样做来回往复运动，直到 加工完成。

这样，我们可以根据客户的要求把t分为三部分：

加速时间：t1

匀速时间：t2

减速时间：t3

我们把停顿时间命名为t4。

根据行程s，我们可以计算出t1、t2、t3，以及加速度a、减速度‐a。这样我们就可以绘出运动曲线（v‐t），

.2.2 计算和选择

运动曲线图上每个部分的力都可以计算出来，具体的计算方法如下：加速阶段的力：

F1=(M1+M2)*a+Fc

匀速阶段的力：

F2=Fc

减速阶段的力：F3=(M1+M2)*（‐a）+Fc 停顿时电机不出力：

F4=0

其中：

a是加速阶段和减速阶段的加、减速度

M1是总的运动负载的质量 M2是电机线圈的质量

Fc是克服摩擦力的需求力，精密直线导轨的摩擦系数一般为0.01，所以一般设 Fc=0.01(M1+M2)1 k*

这样，我们就可以算出整个过程中的RMS力和大力

RMS力可由以下公式算出

而大推力Fmax=Max（F1，F2，F3，F4） 算出RMS力和大推力以后，可以按照一定的流程来选择一款合适的直线电机

以上的计算只是在相对理想的条件下，实际应用时，系统往往对力有更高的需求，所 以我们在实际选型时，需要在计算中加入适当的余量

西门子6ES7315-7TJ10-0AB0型号规格

一般来说，当你遇到西门子伺服数控系统维修故障时，再上电之前首先要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧，线路板上有没有明显烧损的痕迹。具体方法是：用万用表(好是用模拟表)的电阻1K档，黑表棒接变频器的直流端(-)极，用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。然后，反过来将红表棒接变频器的直流端(+)极，黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。否则，说明模块损坏。这时候不能盲目上电，特别是整流桥损坏或线路板上有明显的烧损痕迹的情况下尤其禁止上电，以免造成更大的损失。如果以上测量西门子伺服数控系统结果表明模块基本没问题，可以上电观察。
 
　　西门子伺服数控系统常见的故障问题：
 
　　西门子伺服数控系统的故障可按故障的性质、表象、原因或后果等分类。
 
　　(1)以故障发生的部位，分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常状态甚至损坏，这是需要修理甚至更换才可排除的故障。而软件故障一般是指PLC逻辑控制程序中产生的故障，需要输入或修改某些数据甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也属于软件故障。醉严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失，这就只有与生产厂商或其服务机构解决了。
 
　　(2)以故障出现时有无指示，分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。当今的数控系统都设计有内置的自诊断程序，时实监控整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会立即报警或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来，结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除的方法提示。机床制造者也会针对具体机床设计有相关的故障指示及诊断说明书。上述这两部分有诊断指示的故障加上各电气装置上的各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为容易。无诊断指示的故障一部分是上述两种诊断程序的不完整性所致(如开关不闭合、接插松动等)。这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果，并依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析、排除。
 
　　(3)以故障出现时有无破坏性，分为破坏性故障和非破坏性故障。对于破坏性故障，损坏工件甚至设备的故障，维修时不允许重演，这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除之，技术难度较高且有一定风险。如果可能会损坏工件，则可卸下工件，试着重现故障过程，但应十分小心。
 
　　(4)以故障出现的或然性，分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指只要满足一定的条件则一定会产生的确定的故障；而随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障，这类故障的分析较为困难，通常多与机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。此类故障的分析需经反复试验、综合判断才可能排除。
 
　　(5)以设备的运动品质特性来衡量，则是设备运动特性下降的故障。在这种情况下，设备虽能正常运转却加工不出合格的工件。例如设备定位精度超差、反向死区过大、坐标运行不平稳等。这类故障必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节，然后通过对机械传动系统、数控系统和伺服系统的醉佳化调整来排除

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这时候我们就双击它解压缩文件,打开之后我们就选个SW8D5C—Gpp这个文件夹,我们又双击它之后就出现这个页面,我们接着双击：SETUP.EXE这个应用程序文件。
然后开始解压出现下面这个界面：

解完压之后呢,它就开始安装了,就会是这个界面：

这就开始安装了,大家注意：在安装的过程中有一个安装监视,是不能打勾的,然后点击下一个,就会出现下一步,有一个结构化文本,在这里打勾,再点下一个,会出现MEDOC打印文件的读出和从MeIsec Medoc格式导入,这两个都打勾。完成之后,我们的编程软件就安装完成了。