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浅析AWD-Robot直角坐标机器人的性能特点

供稿:科明德科技(北京)有限公司 2012/9/20 9:20:15

5 人气:1546

  • 关键词: 双X轴
  • 摘要:采用双X轴,单Z轴的两维立式龙门结构。负载为“导引头”固定在Z轴滑块上面。Z轴由一台伺服电机作为驱动

技术要求:
1 负载7KG
2 X-Z立式龙门结构 X轴行程4000mm Z轴行程3000mm
3 最大速度2m/s 最大加速度12m/s2
4 重复定位精度为±1mm


解决方案: 
       以上为结构示意图,采用双X轴,单Z轴的两维立式龙门结构。负载为“导引头”固定在Z轴滑块上面。Z轴由一台伺服电机作为驱动;双X采用传动杆实现两轴的同步,采用一台伺服电机驱动。整套设备共两套伺服系统。中间部位需要特殊加固。
系统配置:
1 上位控制系统:采用英国TRIO专业运动控制器,选用型号为 MC206X 可实现控制两套伺服系统,同时接受反馈系统反馈信号。
2 驱动部分:选用日本安川伺服电机,两套伺服系统,所选型号为:
X轴 SGMGH-55ACA61+SGDM-55ADA
Z轴 SGMGH-20ACA6C+SGDM-20ADA
3 传动系统:采用MOTEC精密行星减速机,型号为:
X轴为APS110-3 ,减速比为 3
Z轴为APS180-3,减速比为 3
4 执行机构:选用德国AWD-Robot直角坐标机器人,
导轨型号为:X轴DTL090-300-4000-1
导轨端面尺寸是90*70mm 滑块长度为300mm 行程为4000mm ;
Z轴 DTL090-300-3000-1
导轨端面尺寸是90*70mm 滑块长度为300mm 行程为3000mm .
5、安全防护装置
该机具有故障提示及报警功能,并且每次出现故障时都能准确的反映出故障具体位置,便于迅速排除故障,主要包括:机器人碰撞保护功能;工件安装到位检测;光幕安全保护。
以下为计算过程:
根据要求:
最大速度是v =2m/s 此前以选齿形带可知D=63.6mm,
运动速度: v = n?D? 3.14/(60?1000) ;单位:m/s(米/秒)
n为驱动轴输入转速(单位:转/分),D同步带轮直径(单位:mm),
由此可得 v =600 r/min
在Z轴方向上
垂直向上运动所需推力:F = M?a + M?9.8?μ + M?9.8
驱动扭矩: Ma = (F?R)×Si/(1000) + Mleer = (F?C)×Si/(2000*3.14) + Mleer 单位:Nm(牛顿米)
Mleer—空载扭矩;单位:Nm(牛顿米)
n —驱动电机转速;单位:rpm(转每分钟)
F—推力,指齿形带的牵引力;单位:牛顿(N)
R—驱动轴半径;单位:毫米(mm)
Si—保险系数,最小值为1.8 ,既所提供的扭矩为所需扭矩的1.8倍
M—负载质量:单位:为公斤(KG)
C—驱动轴周长,单位:毫米(mm)
μ—磨擦系数,通常为0.05
垂直向上运动所需推力:F = M?a + M?9.8?μ + M?9.8
=25*12+25*10*0.05+25*10
=562.5N
Si—保险系数选用2,此处滑块质量14.8KG
驱动扭矩: Ma =35Nm
通过1:3减速机输出为11.6 Nm
根据上述计算可选 安川1.8kw电机:SGMGH-20ACA6C+SGDM-20ADA
减速机MOTEC系列 APS110-3
在X方向上
速度同样为
v =600 r/min,
水平运动所需推力: F = M?a + M?9.8?μ
此处查看资料的总重量为110kg
可得
F = M?a + M?9.8?μ=1375N
驱动扭矩: Ma = (F?R)×Si/(1000) + Mleer = (F?C)×Si/(2000*3.14) + Mleer
=87.5 Nm
通过1:3减速机输出为29.15Nm
根据上述计算可选 安川5.5kw电机:SGMGH-55ACA61+SGDM-55ADA
减速机MOTEC系列 APS180-3 

更多内容请访问 科明德科技(北京)有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=19486)

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