某大學(xué)仿真中心，模擬導(dǎo)彈跟蹤實(shí)驗(yàn)。
技術(shù)要求：
1 負(fù)載7KG
2 X-Z立式龍門結(jié)構(gòu) X軸行程4000mm Z軸行程3000mm
3 最大速度2m/s 最大加速度12m/s2
4 重復(fù)定位精度為±1mm
解決方案：
以上為結(jié)構(gòu)示意圖，采用雙X軸，單Z軸的兩維立式龍門結(jié)構(gòu)。負(fù)載為“導(dǎo)引頭”固定在Z軸滑塊上面。Z軸由一臺(tái)
伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)；雙X采用傳動(dòng)桿實(shí)現(xiàn)兩軸的同步，采用一臺(tái)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。整套設(shè)備共兩套伺服系統(tǒng)。中間部位需要特殊加固。
系統(tǒng)配置：
1 上位控制系統(tǒng)：采用英國TRIO專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制器，選用型號(hào)為 MC206X 可實(shí)現(xiàn)控制兩套伺服系統(tǒng)，同時(shí)接受反饋系統(tǒng)反饋信號(hào)。
2 驅(qū)動(dòng)部分：選用日本安川
伺服電機(jī)，兩套伺服系統(tǒng)，所選型號(hào)為：
X軸 SGMGH-55ACA61+SGDM-55ADA
Z軸 SGMGH-20ACA6C+SGDM-20ADA
3傳動(dòng)系統(tǒng)：采用MOTEC精密行星減速機(jī)，型號(hào)為：
X軸為APS110-3 ，減速比為 3
Z軸為APS180-3，減速比為 3
4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：選用德國AWD-Robot直角坐標(biāo)機(jī)器人，
導(dǎo)軌型號(hào)為：X軸DTL090-300-4000-1
導(dǎo)軌端面尺寸是90*70mm 滑塊長(zhǎng)度為300mm 行程為4000mm ;
Z軸 DTL090-300-3000-1
導(dǎo)軌端面尺寸是90*70mm 滑塊長(zhǎng)度為300mm 行程為3000mm .
5、安全防護(hù)裝置
該機(jī)具有故障提示及報(bào)警功能，并且每次出現(xiàn)故障時(shí)都能準(zhǔn)確的反映出故障具體位置，便于迅速排除故障，主要包括：機(jī)器人碰撞保護(hù)功能；工件安裝到位檢測(cè)；光幕安全保護(hù)。
以下為計(jì)算過程：
根據(jù)要求：
最大速度是v =2m/s 此前以選齒形帶可知D=63.6mm，
運(yùn)動(dòng)速度： v = n?D? 3.14/（60?1000） ；單位：m/s（米/秒）
n為驅(qū)動(dòng)軸輸入轉(zhuǎn)速（單位：轉(zhuǎn)/分），D同步帶輪直徑（單位：mm），由此可得 v =600 r/min
在Z軸方向上
垂直向上運(yùn)動(dòng)所需推力：F = M?a + M?9.8?μ + M?9.8
驅(qū)動(dòng)扭矩： Ma = (F?R)×Si/(1000) + Mleer = (F?C)×Si/（2000*3.14） + Mleer 單位：Nm（牛頓米）
Mleer—空載扭矩；單位：Nm（牛頓米）
n —驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速；單位：rpm(轉(zhuǎn)每分鐘)
F—推力，指齒形帶的牽引力；單位：牛頓(N)
R—驅(qū)動(dòng)軸半徑；單位：毫米（mm）
Si—保險(xiǎn)系數(shù)，最小值為1.8 ，既所提供的扭矩為所需扭矩的1.8倍
M—負(fù)載質(zhì)量：?jiǎn)挝唬簽楣铮↘G）
C—驅(qū)動(dòng)軸周長(zhǎng)，單位：毫米（mm）
μ—磨擦系數(shù)，通常為0.05
垂直向上運(yùn)動(dòng)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—保險(xiǎn)系數(shù)選用2，此處滑塊質(zhì)量14.8KG
驅(qū)動(dòng)扭矩： Ma =35Nm
通過1:3減速機(jī)輸出為11.6 Nm
根據(jù)上述計(jì)算可選
安川1.8kw電機(jī)：SGMGH-20ACA6C+SGDM-20ADA
減速機(jī)MOTEC系列 APS110-3
在X方向上速度同樣為 v =600 r/min，
水平運(yùn)動(dòng)所需推力： F = M?a + M?9.8?μ
此處查看資料的總重量為110kg
可得
F = M?a + M?9.8?μ=1375N
驅(qū)動(dòng)扭矩： Ma = (F?R)×Si/(1000) + Mleer = (F?C)×Si/（2000*3.14） + Mleer =87.5 Nm
通過1:3減速機(jī)輸出為29.15Nm
根據(jù)上述計(jì)算可選 安川5.5kw電機(jī)：SGMGH-55ACA61+SGDM-55ADA
減速機(jī)MOTEC系列 APS180-3
