案例介绍
| 一、设计思路 | |||
| 设计目的： | 将串联的1#转盘工件抓取与2#转盘的工件组装 | ||
| 设定场景： | 组装、包装、搬运 | ||
| 动作流程： |
1.转盘1工件和转盘2工件各自旋转到单轴机器人模组取放位置 |
||
| 二、机构参数 | |||
| 外形尺寸： | L1200x W700 xH903.5(mm) | ||
| 通用性： | 适用于相同高度、宽度及不同长度的各种工件治具 | ||
| 循环周期： | 6(s) | ||
| 精度： | ±0.02/300(mm) | ||
| 三、示例应用 | |||
| 工件形状： | 圆柱形 | ||
| 工件尺寸： | ∅11.8 x 15.8(mm) | ||
| 工件类型： | 3C | ||
| 工件重量： | 产品=1.1(g) | ||
| 负载重量： | M=2.02(Kg) | ||
| 气源： | P=0.5(MPa) | ||
| 电源： | AC220V 50Hz/DC24V | ||
| 四、计算过程(闭环步进电机选型) | |||
| 步骤 |
参数
|
取值
|
注解
|
| 1、已知条件 |
驱动角度(deg)
|
270
|
直连负载
 |
|
工位停顿时间(s)
|
0.75
|
||
|
生产节拍(时间/生产量)
|
3
|
||
|
工位数
|
8
|
||
|
工位重量(kg)
|
0.0134
|
||
|
夹具重量(kg)
|
0.3
|
||
|
支撑本身重量负荷,半径(mm)
|
0.1
|
||
|
转盘直径(mm)
|
500
|
||
|
转盘厚度(mm)
|
16
|
||
| 夹具固定的节圆直径(mm) | 420 | ||
| 圆盘材质密度(g/cm^3) | 2.7 | ||
| 每分割回转时间(s) | 2.25 | ||
| 入力轴回转数n | 20 | ||
| 凸轮曲线类型 | 修正正弦曲线 | ||
| 最大加速度Am | 5.53 | ||
| 最大扭力系数Qm | 0.99 | ||
| 2、负载扭矩 |
圆盘重量(kg) |
8.48
|
|
| 工件总重量(kg) |
0.11
|
|
|
| 夹具总重量(kg) |
2.4
|
|
|
| 转盘惯性矩(kg.m^2) |
0.03
|
|
|
| 夹具惯性矩 |
0.01
|
|
|
| 工具惯性矩 |
0.00048
|
|
|
| 负载(含转盘)惯量J(kg.m2) |
0.04
|
|
|
| 出力轴最大角加速度α(rad/s2) |
0.86
|
|
|
| 静扭矩(惯性扭矩)(kg.m) | 0.03 | ||
| 摩擦扭矩(kg.m) |
0.00079
|
|
|
| 以上总负载扭矩(kg.m) | 0.03 | 作功扭矩 在间歇分割时没有作功,因此为0 | |
| 3、实际负载扭矩 |
安全系数K
|
2.0 | 安全系数建议2 |
|
实际负载扭矩(kg.m)
|
0.07 |
|
|
| 4、入力轴扭矩 |
凸轮分割器入力轴所需扭矩(N.m)
|
0.11 |
注:入力轴起动负载扭矩视为0
|
| 5、启动所需最大功率 |
电机直连时功率(KW) (默认电机内蜗轮蜗杆效率为0.6) |
0.00372 |
电机功率需大于此数值
|
| 减速机输入轴功率(KW) (默认减速机内齿轮效率为0.9) |
0.00248 | 减速机输入轴功率需大于此数值 | |
| 6、电机所需扭矩 |
减速机减速比选择 | 1 |
没有减速机则数值填1，速比超过50时，注意此时电机功率不要超过分割器适配电机功率(此处使用为步进电机，可以低速运转，若使用普通三相或单相电机则不建议低速运作，建议使用下一列减速比选择)
|
| 减速机减速比选择(普通电机时使用) | 71 |
本次不使用
|
|
| 电机所需扭矩(N.m) | 0.11 | 若使用普通电机，则此公式更改，除以上一类减速机减速比 | |
| 7、选择型号 |
电机型号 | 86CME45-BZ | 表3 |
| 凸轮分割器型号 | RY45DF082702RS3W1 |
表2
|
|
| 8、参数校验 |
电机扭矩(N.m) | 4.1 | 检验合格 |
| 凸轮分割器输出转矩(kg.m) | 1.09 | 检验合格 | |
| (闭环步进电机选型) | |||
| 步骤 |
参数
|
取值
|
注解
|
| 1、已知条件 |
分度盘直径DT(m)
|
0.4
|
电机直驱
 |
|
分度盘厚度LT(m)
|
0.02
|
||
|
工作物直径DW(m)
|
0.085
|
||
|
工作物厚度LW(m)
|
0.03
|
||
|
工作台材质密度ρ(kg/m3)
|
2780
|
||
|
工作物数量n(个)
|
4
|
||
|
由分度盘中心至工作物中心的距离l(m)
|
0.178
|
|
|
|
定位角度θ(°)
|
90
|
||
|
定位时间t(s)
|
7
|
|
|
|
加减速时间比A
|
30%
|
|
|
|
减速机减速比i
|
12
|
|
|
|
减速机效率ηG
|
0.95
|
|
|
|
重力加速度G
|
9.8
|
|
|
|
π
|
3.1416
|
|
|
|
选型电机型号
|
86CME120-BZ
|
|
|
| 选型电机扭矩TP(NM) | 12 |
|
|
| 选型电机惯量JM(kgm2) | 0.000294 |
|
|
| 2、决定加减速时间 |
加减速时间t0(s)
|
2.1
|
t0=t*A
|
| 3、电机转速 |
减速机输出轴角加速度βG
|
0.153
|
 |
|
减速机输出轴最大转速N(rpm)
|
3.061
|
 |
|
|
电机轴角加速度βm(rad/s2)
|
1.83
|
βm=βG*i
|
|
|
电机输出轴转速NM(rpm)
|
36.734
|
NM=N*i
|
|
| 4、计算负载转矩 |
因为摩擦负载极小，故忽略TL(Nm)
|
0
|
|
| 5、计算电机轴加速转矩（克服惯量） |
工作台的惯量JT(kgm2)
|
0.140
|
 |
|
工作物的惯量JW1(kgm2)
（工作物同时绕工作物中心轴旋转,如果工作物没有自转，可以不考虑这部分惯量） |
0.000427
|
 |
|
|
工作物质量mw(kg)
|
0.473
|
 |
|
|
工作物的惯量JW(kgm2)
(按工作物体中心自转） |
0.062
|
 |
|
|
全负载惯量JL(kgm2)
|
0.201
|
JL=JT+JW
|
|
| 6、加速转矩 |
负载折算到电机轴上的惯量JLM(kgm2)
|
0.001
|
JLM=JL/i2
|
|
电机轴加速转矩
|
0.003
|
 |
|
| 7、必须转矩 |
安全系数S
|
3
|
|
|
必须转矩T=（TS+TL）*S
|
0.010
|
校验合格
|
|
| 8、负荷与电机惯量比 |
惯量比N1=
 |
4.758
|
校验合格
|
| 校验格 | 公式格 | 选项格 | 型号格 | ||||
| 注：选型计算&公式可在bom表的技术文档中查看 | |||||||
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