光幕喷涂机器人之电机选样分析
时间:2017-09-14
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4.3.3电机选样分析
针对选定的伺服电机与步进电机,结合喷涂机器人的负载惯量、电机转速和负载转矩等需求,考虑合适匹配的伺服电机与驱动器、步进电机与驱动器。
(1)电机负载惯量
由伺服电机自身的旋转带动对象的惯量而产生。负载惯量会使伺服电机的控制性能和高速动作的变速时间受到影响。负载惯量变大后有一定几率引起例如指令改变后,会使用一段稍长的缓冲时间来达到新指令要求速度的过渡问题。因此,设定电机的惯量应不小于3倍的负载惯量。
由于在X, Y, Z轴上为直线运动,故使用公式
其中F在X轴上为负载摩擦力,Y轴上为负载重力,V为负载运行速度,N为电机转速。
若使用得到的X轴转速:208 rpm, Y轴转速:828 rpm,负载按40kg进行计算,连续负载工作扭矩为X轴:9.0 N.m(此处摩擦因数u设置为1) Y轴:9.04N.m;
在加速时,加速工作扭矩为:
依靠实际运行中电机表的最大扭矩,反求加速度而得到加速时间。
根据以上对于机构的分析,从而得出了喷涂机器人的驱动方式与电机类型。对于每个坐标的负载分析,得到X轴、Y轴电机功率均为750W , Z轴电机为400W , R, P轴电机均为110W。同时对于Y轴选用带刹车的电机。值得一提的是,虽然X, Y轴上使用交流伺服电机来作为驱动装置效率很高,但实际上在垂直的往复直线运动中,由于其电机转换的平均效率会下降到低于50%,所以在这种情况下选择气动执行器中的气缸可以既提高效率,又节约成本。
喷涂机器人,基于光幕的喷涂机器人系统设计与研究
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