AWD-Robot直角坐标机器人在模拟跟踪场合的应用

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

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