案例介绍
| 一、设计思路 | |||
| 设计目的： | 通过机构自动剥离标签，在平面物料上进行准确贴标，使产品标识更美观 | ||
| 设定场景： | 电子、食品、医药、日化等 | ||
| 动作流程： | 1、标签料卷固定在放料辊 | ||
| 2、将料带在导向辊缠绕后固定于收料辊 | |||
| 3、电机旋转动力辊将标签拉出一个标签位 | |||
| 4、剥离气缸驱动剥离板剥离标签 | |||
| 5、取标签气缸下降真空治具吸附标签 | |||
| 6、贴标签气缸下降将标签贴附在产品上 | |||
| 7、循环以上动作 | |||
| 二、机构参数 | |||
| 外形尺寸： | L500xW220xH533(mm) | ||
| 通用性： | 标签料卷宽度40-65(mm) | ||
| 循环周期： | 4（S） | ||
| 精度： | ±0.5(mm) | ||
| 三、示例应用 | |||
| 工件形状： | 矩形 | ||
| 工件尺寸： | L48xW40(mm) | ||
| 工件重量： | 5(g) | ||
| 使用气压： | P=0.5(MPa) | ||
| 电源： | AC220V 50Hz/DC24V | ||
| 四、计算过程 | |||
| 注：选型计算公式可在技术文档中查看 | |||
| 闭环步进电机选型计算 | |||
| 参数 | 公式&注解 | 取值 | |
| 1）、机械结构参数 | |||
| 驱动辊直径： | D=（m） | 40 | |
| 相邻标签距离： | L=（m） | 70 | |
| 每次步进一个标签的时间： | t1=（s） | 0.6 | |
| 电机加减速时间： | t2=（s） | 0.1 | |
| 驱动辊转动总质量： | M1=（kg） | 1 | |
| 驱动辊用同步轮转动半径： | R1=（mm） | 57.3 | |
| 收料辊转动总质量： | M2=（kg） | 0.8 | |
| 收料辊用滑轮转动半径： | R2=（mm） | 30 | |
| 电机端同步轮质量： | M3=（kg） | 0.065 | |
| 电机端同步轮半径： | R3=（mm） | 23 | |
| 大小同步轮减速比： | i= | 3 | |
| 安全系数： | K= | 2 | |
| 选型电机型号（86CM35） | |||
| 选型电机扭矩： | TP=（N·m) | 2 | |
| 选型电机惯量： | JM=（kg·m²） | 0.0001 | |
| 2）、电机惯量和转矩 | |||
| 驱动辊线速度： | V=L/t1*60 (mm/min) | 7000 | |
| 驱动辊转速： | N=V/D/π （rpm） | 55.7 | |
| 电机所需转速： | N电机=N*I （rpm） | 0.0016 | |
| 驱动辊转动惯量： | J1=1/2*M1*R1² （kg·m²） | 167.2 | |
| 收料辊转动惯量： | J2=1/2*M2*R2² （kg·m²） | 0.00036 | |
| 同步轮转动惯量： | J3=1/2*M3*R3² （kg·m²） | 0.00001719 | |
| 总惯量： | J=J1+J2+J3 （kg·m²） | 0.002012 | |
| 驱动辊角加速度： | ω=2*π*N/60/t2 (rad/s²) | 58.3 | |
| 电机轴必须转矩： | T=J*ω*K=0.71 (N·m) | 0.24 | |
| 惯量比： | J/i² /J电机= | 2.24 | |
| 整体设计工况计算： | 电机型号（86CM35） 保持转矩TP=2N·m，转子惯量JM=0.0001kgm2 | ||
| 案例所需转矩0.24N·m，实际转矩2Nm，转矩符合设计要求 | |||
| 案例惯量比2.24≤5，因此电机符合当前设计要求 | |||
| 压轮气缸选型计算 | |||
| 1）、机械结构参数 | |||
| 倾斜度： | θ=°(水平0°，垂直90°) | 90 | |
| 负载重量： | M=（kg） | 0.62 | |
| 工作气压力： | P=（MPa）(应≤减压阀进口压力*85%) | 0.5 | |
| 摩擦系数： | u=（参考说明） | 0.5 | |
| 负载率(安全系数)： | η= | 0.65 | |
| 气缸运行时间： | t=（s） | 0.5 | |
| 气缸启动时间： | t0=（s） | 0.1 | |
| 气缸刹车时间： | t1=t0=（s） | 0.1 | |
| 负载行程： | L0=（mm） | 10 | |
| 2）、计算所需最小缸径 | |||
| 最大线速度： | V=V0=L0/(t-t0)=（mm/s） | 25 | |
| 加速度： | a=V/t0=（m/s²） | 0.25 | |
| 负载需最小力： | F0=mg(sinθ+μcosθ)+ma=（N）（未考虑η） | 6.23 | |
| 气缸理论出力： | F=F0/η=（N）（已考虑η） | 9.59 | |
| 推力最小缸径： | D1= （mm） |
4.94 | |
| 初设杆径： | d0=（mm） | 6 | |
| 拉力最小缸径： | D2=（mm） | 7.8 | |
| 整体设计工况计算： | 气缸型号（WGL03-16-10-N） 前进出力F1=98（N），后退出力F2=84.8（N） | ||
| 案例所需出力9.59N，<F1&F2，因此气缸符合设计要求 | |||
| 剥离气缸选型计算 |
|||
| 1）、机械结构参数 | |||
| 倾斜度： | θ=°(水平0°，垂直90°) | 0 | |
| 负载重量： | M=（kg） | 1.5 | |
| 工作气压力： | P=（MPa）(应≤减压阀进口压力*85%) | 0.5 | |
| 摩擦系数： | u=（参考说明） | 0.5 | |
| 负载率(安全系数)： | η= | 0.65 | |
| 气缸运行时间： | t=（s） | 0.5 | |
| 气缸启动时间： | t0=（s） | 0.1 | |
| 气缸刹车时间： | t1=t0=（s） | 0.1 | |
| 负载行程： | L0=（mm） | 50 | |
| 2）、计算所需最小缸径 | |||
| 最大线速度： | V=V0=L0/(t-t0)=（mm/s） | 125 | |
| 加速度： | a=V/t0=（m/s²） | 1.25 | |
| 负载需最小力： | F0=mg(sinθ+μcosθ)+ma=（N）（未考虑η） | 9.23 | |
| 气缸理论出力： | F=F0/η=（N）（已考虑η） | 14.19 | |
| 推力最小缸径： | D1=（mm） |
6.01 | |
| 初设杆径： | d0=（mm） | 10 | |
| 拉力最小缸径： | D2=（mm） | 11.67 | |
| 整体设计工况计算： | 气缸型号（WGN06-25-50-2-G） 前进出力F1=240.1（N），后退出力F2=202.1（N） | ||
| 案例所需出力14.19N，<F1&F2，因此气缸符合设计要求 | |||
