案例介绍
| 一、设计思路 | |||
| 设计目的： | 机械手移栽产品保持产品姿态不变 | ||
| 设定场景： | 样品在移栽（旋转移栽）过程中保持原有的角度不变 |
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| 动作流程： |
1、机械手夹具下降，夹取主输送线物料后上升 | ||
| 2、机械手摆臂旋转90度，夹具下降将物料放在左、右两边输送线上 | |||
| 3、循环以上动作 | |||
| 4、四指夹爪上升、回位，循环以上动作 | |||
| 5、循环以上动作 | |||
| 二、机构参数 | |||
| 外形尺寸： | L1148xW800xH617(mm) | ||
| 通用性(单个样品负载)： | 负载3kg以内物料，适用于夹爪夹料 | ||
| 循环周期： | 3（S） | ||
| 精度： | ±0.5(mm) | ||
| 三、示例应用 | |||
| 工件形状： | 长方形 | ||
| 工件尺寸： | 40*36*20mm | ||
| 工件重量： | 0.2(g) | ||
| 使用气压： | P=0.5(MPa) | ||
| 电源： | AC220V 50Hz/DC24V | ||
| 四、计算过程 | |||
| 注：选型计算&公式可下载技术文档进行详细查看 | |||
| 【伺服电机选型计算】 | |||
| 机械手旋转角度： |
θ=π/2（rad） | ||
| 机械手旋转π/2所用时间： | t0=1（s） | ||
| 机械手加、减速时间： | t1=0.5（s） | ||
| 机械手最大速度： | ω=2θ/t0=π（rad/S） | ||
| 机械手加速度： | ε=ω/t1=2π（rad/S²） | ||
| 负载转动惯量： | J=993.4（kg*cm²） （查技术文档表一得） | ||
| 负载加速转矩： | T=J*ε/10000=0.6329(NM) | ||
| 安全系数： | s=2 | ||
| 忽略摩擦转矩，得到总转矩： | T0=T*S=1.2477（NM） | ||
| 选择电机： | MHMF082L1U2M（750w） | ||
| 所选电机扭矩： | 2.4（NM） | ||
| 所选电机转子惯量： | J1=1.56（kg*cm²） | ||
| 所选减速机减速比： | i=20 | ||
| 减速机效率： | η=0.95 | ||
| 负载转矩这算到电机端转矩： | T2=T0/i/η=0.0657(NM)＜2.4（NM） | ||
| 负载惯量折算到电机惯量： | J2=J/i²=2.4835（kg*cm²） | ||
| 负载惯量折算后与电子转子惯量比： | J2/J1=1.59＜5 | ||
| 综上计算，电机力矩和惯量都满足要求。 | |||
| 【太阳轮、行星轮齿数计算】 | |||
| 设定太阳轮（大轮）齿数：Z1 | 设定太阳轮（大轮）转速：ω1 | ||
| 设定行星轮（小轮）齿数：Z2 | 设定行星轮（小轮）转速：ω1 | ||
| 设定行星架转速：ωH | 转换轮系比轮1与轮2的速比： |
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| 已知：ω1=0，ω2=0（夹具、物料时刻保持姿态不变） | |||
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| 由以上公式得出Z2/Z1=1,即Z1=Z2,再根据结构空间尺寸要求，设定Z1=Z2=36齿。可查看表2理解 | |||
| 还可以以另一种思路去理解这个问题，把太阳轮、行星轮以及连接的行星架单独拿出来，这就是一套完整的同步轮同步带系统，具备两个同步轮旋转方向相同，传动比按照齿数反比的定律；再依据案例现有机构太阳轮不动，行星架旋转一定角度，从运动系统相对性来说等效于行星架不动，太阳轮逆行星架转向旋转相同角度，行星轮旋转方向与太阳轮相同，行星轮旋转角度由与太阳轮的齿数比确定。本案例要求行星架旋转90°，物料姿态保持不变，假想没有行星轮系统，物料随着摆臂转90°后，物料需要以什么样的方向、旋转多少角度才能回到搬运前的位置，很容易得出来以逆摆臂方向旋转同样的90°才能能回到原先位置，根据前面分析，得出太阳轮与行星轮齿数比是1:1。 | |||
