d.Tính tốn chọn động cơ bước
Chọn động cơ bước cho trục X. Thông số ban đầu
Khối lượng tải: 2.75 kg.
Hệ số ma sát bề mặt dẫn hướng: 0.05. Hiệu suất bộ truyền vít me: ɳ = 0.9. Đường kính trục vít me: 8 mm.
Khối lượng trục vít me: Mb = 1 kg. Bước vít: Pb= 8 mm.
Độ phân giải cần thiết của động cơ bước (độ)
𝜃𝑠 =360
400 = 0.9
𝑜
Momen quán tính trục vít me Đường kính trục vít me: Db = 8 mm Khối lượng trục vít me: Mb = 1 kg
𝐽𝑡𝑣 =1
2. 𝑀𝑏. (𝐷𝐵
2)2 = 1
2.1.(0,008
2 )2 = 8.10-6(kg.m2) Momen quán tính chi tiết tác dụng lên trục vít me Khối lượng tải m = 2.75 kg
Bước vít Pb = 8 (mm) = 0,008 (m)
𝐽𝑡𝑤 = 𝑚. (𝑃𝑏
2𝜋)2 =2.75.(0,008
2𝜋 )2=4,46.10-6(kg.m2) Momen quán tính tổng cộng tác dụng lên trục động cơ
𝐽1 = 𝐽𝑡𝑣+ 𝐽𝑡𝑤 = 4,46. 10−6+ 8. 10−6= 1,25. 10−5(𝑘𝑔. 𝑚2)
Momen xoắn tác dụng lên trục động cơ
𝐽0 = 𝐽𝑚 = 380. 10−7(𝑘𝑔. 𝑚2)
Momen quán tính trục động cơ
𝑇𝑎 = 𝐽. 𝜀 = (𝐽0+ 𝐽1). 𝜀 = (380. 10−7+ 1,25. 10−5).𝜋. 0,9
180 = 7,93. 10
−7(𝑁. 𝑚)
Momen xoắn tác động lên Motor do ma sát giữa chi tiết và thanh dẫn hướng
𝑇1 =𝑃𝑏
2𝜋𝜇𝑔𝑓(𝑚𝑔 + 𝐹𝑧) = 0,008
2𝜋 . 0,05. (2,75.9,81 + 0) = 1,72.10-3(N.m) Momen xoắn tổng cộng tác dụng lên trục động cơ
𝑇𝑚 = (𝑇𝑎 + 𝑇1). 𝑆𝑓 = (1,72. 10−3+ 7,93. 10−7).2.100 = 0,344 (𝑁. 𝑚)
Vậy, ta chọn động cơ bước cho trục X với momen xoắn lớn hơn 0,344 N.m. Chọn động cơ bước cho trục Y.
Thiết kế và chế tạo mơ hình lưu xuất kho tự động sử dụng PLC S7-1200 và giám sát trên web server
Thông số ban đầu Khối lượng tải: 1 kg.
Hệ số ma sát bề mặt dẫn hướng: 0.05. Hiệu suất bộ truyền vít me: ɳ = 0.9. Đường kính trục vít me: 8 mm. Khối lượng trục vít me: Mb = 0.5 kg. Bước vít: Pb = 8 mm.
Độ phân giải cần thiết của động cơ bước (độ)
𝜃𝑠 =360
400 = 0.9
𝑜
Momen quán tính trục vít Đường kính trục vít me: Db = 8 mm Khối lượng trục vít me: Mb = 0,5 kg
𝐽𝑡𝑣 =1
2. 𝑀𝑏. (𝐷𝐵
2 )2=1
2.0,5.(0,008
2 )2=4.10-6(kg.m2) Momen quán tính chi tiết tác dụng lên trục vít
Khối lượng tải m = 1 kg
Bước vít Pb = 8 (mm) = 0,008 (m)
𝐽𝑡𝑤 = 𝑚. (𝑃𝑏
2𝜋)2 =1.(0,008
2𝜋 )2=1,62.10-6(kg.m2) Momen quán tính tổng cộng tác dụng lên trục động cơ
𝐽1 = 𝐽𝑡𝑣+ 𝐽𝑡𝑤 = 4. 10−6+ 1,62. 10−6= 5,62. 10−6(𝑘𝑔. 𝑚2)
Momen xoắn tác dụng lên trục động cơ
𝐽0 = 𝐽𝑚 = 380. 10−7(𝑘𝑔. 𝑚2) Momen quán tính trục động cơ
𝑇𝑎 = 𝐽. 𝜀 = (𝐽0+ 𝐽1). 𝜀 = (380. 10−7+ 5,62. 10−6).𝜋. 0,9
180 = 6,85. 10
−7(𝑁. 𝑚)
Momen xoắn tác động lên Motor do ma sát giữa chi tiết và thanh dẫn hướng
Momen xoắn tổng cộng tác dụng lên trục động cơ
𝑇𝑚 = (𝑇𝑎 + 𝑇1). 𝑆𝑓 = (6,85. 10−7+ 6,25. 10−4).2.100 = 0,125 (𝑁. 𝑚)
Vậy, ta chọn động cơ bước cho trục Y với momen xoắn lớn hơn 0,125 N.m. Chọn động cơ bước cho trục Z.
Thông số ban đầu Khối lượng tải: 1.8 kg.
Hệ số ma sát bề mặt dẫn hướng: 0.05. Hiệu suất bộ truyền vít me: ɳ = 0.9. Đường kính trục vít me: 8 mm.
Khối lượng trục vít me: Mb = 0.63 kg. Bước vít: Pb= 8 mm.
Độ phân giải cần thiết của động cơ bước (độ)
𝜃𝑠 =360
400 = 0.9
𝑜
Momen quán tính trục vít Đường kính trục vít me: Db = 8 mm Khối lượng trục vít me: Mb = 0.63kg
𝐽𝑡𝑣 =1
2. 𝑀𝑏. (𝐷𝐵
2 )2=1
2.0,63.(0,008
2 )2=5.04.10-6(kg.m2) Momen quán tính chi tiết tác dụng lên trục vít
Khối lượng tải m = 1,8 kg
Bước vít Pb = 8 (mm) = 0,008 (m)
𝐽𝑡𝑤 = 𝑚. (𝑃𝑏
2𝜋)2 =1,8.(0,008
2𝜋 )2=2.92.10-6(kg.m2) Momen quán tính tổng cộng tác dụng lên trục động cơ
𝐽1 = 𝐽𝑡𝑣 + 𝐽𝑡𝑤 = 5,04. 10−6+ 2,92. 10−6 = 7,96. 10−6(𝑘𝑔. 𝑚2)
Momen xoắn tác dụng lên trục động cơ
𝐽0 = 𝐽𝑚 = 380. 10−7(𝑘𝑔. 𝑚2)
Thiết kế và chế tạo mơ hình lưu xuất kho tự động sử dụng PLC S7-1200 và giám sát trên web server
𝑇𝑎 = 𝐽. 𝜀 = (𝐽0+ 𝐽1). 𝜀 = (380. 10−7+ 7,96. 10−6).𝜋. 0,9
180 = 7,2. 10
−7(𝑁. 𝑚)
Momen xoắn tác động lên Motor do ma sát giữa chi tiết và thanh dẫn hướng
𝑇1 = 𝑃𝑏
2𝜋𝜇𝑔𝑓(𝑚𝑔 + 𝐹𝑧) =0,008
2𝜋 . 0,05. (1,8.9,81 + 0) = 1,12. 10
−3(𝑁. 𝑚)
Momen xoắn tổng cộng tác dụng lên trục động cơ
𝑇𝑚 = (𝑇𝑎 + 𝑇1). 𝑆𝑓 = (7,2. 10−7+ 1,12. 10−3).2.100 = 0,22 (𝑁. 𝑚)
Vậy, ta chọn động cơ bước cho trục Z với momen xoắn lớn hơn 0,22 N.m. Vậy ta chọn 3 động cơ bước thông số kỹ thuật như sau:
Kích thước: 42mm x 42mm x 48mm. Đường kính trục: 5mm.
Dịng điện: 1.5 A. Momen xoắn: 0.44 Nm. Trọng lượng: 0.38 kg.
Độ phân giải: 0.9o (haft step 400 xung). Số dây: 4 dây.
Loại: động cơ bước 2 pha.
3.1.3.Driver điều khiển động cơ bước TB6560