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浅析AWD-Robot直角坐标机器人的性能特点

2016-10-27 07:57| 发布者: lxl6029583| 查看: 92| 评论: 0

摘要:   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 ...
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  技术要求:

智能拖地机器人,云鲸 NARWAL

  1 负载7KG

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  2 X-Z立式龙门结构 X轴行程4000mm Z轴行程3000mm

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  3 最大速度2m/s 最大加速度12m/s2

智能拖地机器人,云鲸 NARWAL

  4 重复定位精度为±1mm

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  解决方案:

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  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。

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  系统配置:

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  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。

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  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:

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  X轴 SGMGH-55ACA61+SGDM-55ADA

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  Z轴 SGMGH-20ACA6C+SGDM-20ADA

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  3 传动系统:采用MOTEC精密行星减速机,型号为:

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  X轴为APS110-3 ,减速比为 3

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  Z轴为APS180-3,减速比为 3

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  4 执行机构:选用德国AWD-Robot直角坐标机器人,

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  导轨型号为:X轴DTL090-300-4000-1

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  导轨端面尺寸是90*70mm 滑块长度为300mm 行程为4000mm ;

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  Z轴 DTL090-300-3000-1

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  导轨端面尺寸是90*70mm 滑块长度为300mm 行程为3000mm .

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  5、安全防护装置

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  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。

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  以下为计算过程:

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  根据要求:

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  最大速度是v =2m/s 此前以选齿形带可知D=63.6mm,

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  运动速度: v = n?D? 3.14/(60?1000) ;单位:m/s(米/秒)

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  n为驱动轴输入转速(单位:转/分),D同步带轮直径(单位:mm),

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  由此可得 v =600 r/min

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  在Z轴方向上

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  垂直向上运动所需推力:F = M?a + M?9.8?μ + M?9.8

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  驱动扭矩: Ma = (F?R)×Si/(1000) + Mleer = (F?C)×Si/(2000*3.14) + Mleer 单位:Nm(牛顿米)

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  Mleer—空载扭矩;单位:Nm(牛顿米)

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  n —驱动电机转速;单位:rpm(转每分钟)

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  F—推力,指齿形带的牵引力;单位:牛顿(N)

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  R—驱动轴半径;单位:毫米(mm)

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  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

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  M—负载质量:单位:为公斤(KG)

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  C—驱动轴周长,单位:毫米(mm)

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  μ—磨擦系数,通常为0.05

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  垂直向上运动所需推力:F = M?a + M?9.8?μ + M?9.8

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  =25*12+25*10*0.05+25*10

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  =562.5N

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  Si—保险系数选用2,此处滑块质量14.8KG

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  驱动扭矩: Ma =35Nm

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  通过1:3减速机输出为11.6 Nm

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  根据上述计算可选 安川1.8kw电机:SGMGH-20ACA6C+SGDM-20ADA

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  减速机MOTEC系列 APS110-3

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  在X方向上

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  速度同样为

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  v =600 r/min,

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  水平运动所需推力: F = M?a + M?9.8?μ

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  此处查看资料的总重量为110kg

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  可得

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  F = M?a + M?9.8?μ=1375N

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  驱动扭矩: Ma = (F?R)×Si/(1000) + Mleer = (F?C)×Si/(2000*3.14) + Mleer

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  =87.5 Nm

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  通过1:3减速机输出为29.15Nm

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  根据上述计算可选 安川5.5kw电机:SGMGH-55ACA61+SGDM-55ADA

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  减速机MOTEC系列 APS180-3

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