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標題: 重載滑臺的傳動設計 [打印本頁]

作者: 遠祥    時間: 2019-12-30 10:02
標題: 重載滑臺的傳動設計
本帖最后由 遠祥 于 2019-12-29 19:02 編輯

   咱們專機設備部開發了一臺重載移動滑臺,畢竟買ABB的IRT 501-90R機器人第七軸移動滑臺一米兩萬,成本較高!如圖所示的,內部開發,移動距離6米,成本統計也才花了九萬左右(不包括直接人工費);

滑臺負載1.5噸,電機功率5.5KW,輸出扭矩565N.M;

電機選型有經過幾個人詳細計算探討,選型不是難事,其實這臺設備的開發,難點在于傳動這塊;

設備平移6米,加上滑臺等機構,齒條的長度需要做到8米;

之前開發的平移2.5米的滑臺,傳動選用了直徑63,長度3米的滾珠絲杠;

    結果設備運行半年就發現滑臺的重復定位精度由±0.2變為±1,誤差的變大導致弧焊工作站產品焊接質量極不穩定!重載弧焊工況,環境灰塵大,焊渣多,加上絲杠沒有防護,沒有潤滑,這樣滾珠絲杠極易磨損失效!

    有了上次的失敗經歷,這次大家對于齒傳動選型就格外謹慎。制造部經理認為直齒輪齒條安裝調試相對比較容易,8米長齒條拼起來精度容易保證,而且斜齒輪齒條加工或安裝不到位的話效果反而比直齒差;同樣大小、材料的齒條,價格方面直齒要比斜齒輪齒條低很多。

    而我們設計部經理則認為斜齒通常有2個-2.5個齒咬合接觸,接觸面大,負載扭矩比直齒的單點承受力更大;重合度大。可以降低每對輪齒的載荷,從而相對的提高了齒輪的承載能力,延長了齒輪的使用壽命,并使傳動平穩。況且,機械配件都是設計部門下的單,最后,齒條選用的臺灣精銳APEX。

每條2米,材質:碳鋼,右旋斜齒;



安裝底座設計成靠邊槽,通過銷釘和螺栓固定;8米長的齒條整體拼接起來,現場調試未發現異常;


線性滑軌是上銀超重載HGW65HA;滑臺兩極限有行程開關判斷;

配套了超大型的坦克鏈(采購網上買的,牌子也沒有)感覺不太靠譜!

為了保養維護傳動齒條,這次特意增加了電動油脂潤滑泵;

交流電保證潤滑動力充足;

滑臺移動速度0.5米/秒,打算用負載大的、轉速慢的3#黃油。




作者: 風云緣    時間: 2019-12-30 10:23
齒輪齒條精度能達到嗎
作者: 遠祥    時間: 2019-12-30 10:31
風云緣 發表于 2019-12-30 10:23
齒輪齒條精度能達到嗎

5.5KW松下伺服電機,RV320精密減速機,現場測試過,可以達到±0.2的重復定位精度。

作者: lekong83    時間: 2019-12-30 10:35
絲杠防塵怎么做的?只是絲桿加個套還是整個導軌加的風琴罩?
作者: 鷹頭貓    時間: 2019-12-30 10:42
電動油脂潤滑泵……這個很重要嗎
ABB的滑臺有沒有裝這東西?

作者: 遠祥    時間: 2019-12-30 10:42
|lekong83發表于 12-30 10:35絲杠防塵怎么做的?只是絲桿加個套還是整個導軌加的風琴罩?
這種鋼質的防塵蓋用多一些,絲杠和線性滑軌都可以包起來。
作者: 遠祥    時間: 2019-12-30 10:44
|鷹頭貓發表于 12-30 10:42電動油脂潤滑泵……這個很重要嗎
很重要,之前傳動用的絲杠,結果因為灰塵,焊渣多,沒有油壓潤滑系統,整條絲杠報廢!
作者: 2011ayoon    時間: 2019-12-30 12:25
個人覺得直齒齒輪比較好,后續維護更換容易
作者: fiyu1314    時間: 2019-12-30 12:39
齒輪安裝的結構 有調節齒輪齒條相對位置的結構么
作者: 遠祥    時間: 2019-12-30 12:59
|2011ayoon發表于 12-30 12:25個人覺得直齒齒輪比較好,后續維護更換容易
層主的想法和我們制造經理相同了。
作者: 遠祥    時間: 2019-12-30 13:01
|fiyu1314發表于 12-30 12:39齒輪安裝的結構 有調節齒輪齒條相對位置的結構么
有調節的結構,如圖,齒條整體位置精度靠加工的臺階保證,斜齒輪與電機減速器整體調節,箭頭所值為螺絲頂緊的方向。
作者: 遠祥    時間: 2019-12-30 13:02
|fiyu1314發表于 12-30 12:39齒輪安裝的結構 有調節齒輪齒條相對位置的結構么

作者: pjg027    時間: 2019-12-30 13:16
謝謝分享
作者: 志超ai    時間: 2019-12-30 13:17
我個人也是覺得直齒輪比較好
作者: bokieworn    時間: 2019-12-30 15:46
lekong83 發表于 2019-12-30 10:35
絲杠防塵怎么做的?只是絲桿加個套還是整個導軌加的風琴罩?

東西太大了,就算兩邊有支撐條,寬度那一段也很可能會耷拉下來吧

作者: bokieworn    時間: 2019-12-30 16:05
bokieworn 發表于 2019-12-30 15:46
東西太大了,就算兩邊有支撐條,寬度那一段也很可能會耷拉下來吧

呃呃 第一次聽說這種操作 長見識


作者: xxtrumpf    時間: 2019-12-30 16:12
樓主,請教一個問題。因為最近在看伺服電機選型,上面提到了轉動慣量的問題。
我根據你提供的數據,5.5kw的伺服電機(只找到5kw的)
額定轉矩=23.9Nm
傳動比i=23.6,
齒輪齒條轉動慣量J=m*d*d/4/i.先按直徑80mm算。J=0.102kg*m2。
我手頭的電機樣本,5kw電機轉動慣量是0.016,也就是你們選的慣量6.3倍。
當然,你們選的參數和我不一樣。請問下,你們是選了多少。

作者: 遠祥    時間: 2019-12-30 19:31
|xxtrumpf發表于 12-30 16:12樓主,請教一個問題。因為最近在看伺服電機選型,上面提到了轉動慣量的問題。<br>
我根據你提供的數據,5.5kw的伺服電機(只找到5kw的)<br>
額定轉矩=23.9Nm<br>
傳動比i=23.6,<br>
齒輪齒條轉動慣量J=m*d*d/4/i.先按直徑80mm算。J=0.102kg*m2。<br>
我手頭的電機樣本,5kw電機轉動慣量是0.016,也就是你們選的慣量6.3倍。<br>
當然,你們選的參數和我不一樣。請問下,你們是選了多少。<br>
我們選的是松下伺服電機,這款是他們定制的,至于慣量,我明天查一下記錄,明天告訴你。
作者: 麥哥123    時間: 2019-12-30 21:13
床身有沒有退火?齒輪有反向間隙,估計半年后精度就下降了,如果用雙向齒輪消除反向間隙比較好
作者: 曉昀    時間: 2019-12-30 23:58
齒輪傳動這部分我認為負責技術的經理說的對,應該用斜齒輪傳動,斜齒輪傳動承載能力大,重合度較高,傳動平穩,雖然價格高了點,但是,運行起來放心。

另外,請教下,8米齒條整體拼接工藝上如何保證精度?我對齒條拼接用感覺不放心,擔心精度達不到傳動要求。
作者: 遠祥    時間: 2019-12-31 07:52
|麥哥123發表于 12-30 21:13床身有沒有退火?齒輪有反向間隙,估計半年后精度就下降了,如果用雙向齒輪消除反向間隙比較好
床身整體較大,采用了時效處理;沒有采用反向齒隙的調節。
作者: hxl11    時間: 2019-12-31 08:27
學習
作者: zhufeng_hgp    時間: 2019-12-31 08:28
9W成本有點高了

作者: 遠祥    時間: 2019-12-31 10:09
|曉昀發表于 12-30 23:58齒輪傳動這部分我認為負責技術的經理說的對,應該用斜齒輪傳動,斜齒輪傳動承載能力大,重合度較高,傳動平穩,雖然價格高了點,但是,運行起來放心。<br>
<br>
另外,請教下,8米齒條整體拼接工藝上如何保證精度?我對齒條拼接用感覺不放心,擔心精度達不到傳動要求。
前輩,齒條拼接的精度取決于安裝面精度的,我們這邊通常按H7級精度,因此精面的加工精度有保證,才能保證整條8米長的準確度,而且定位銷孔保證位置度,緊定螺絲承受剪切方向的力。
作者: 遠祥    時間: 2019-12-31 10:11
|zhufeng_hgp發表于 12-31 08:289W成本有點高了<br>
層主有沒有好點的配件采購渠道可以推薦一下。。。
作者: 遠祥    時間: 2019-12-31 10:22
|xxtrumpf發表于 12-30 16:12樓主,請教一個問題。因為最近在看伺服電機選型,上面提到了轉動慣量的問題。<br>
我根據你提供的數據,5.5kw的伺服電機(只找到5kw的)<br>
額定轉矩=23.9Nm<br>
傳動比i=23.6,<br>
齒輪齒條轉動慣量J=m*d*d/4/i.先按直徑80mm算。J=0.102kg*m2。<br>
我手頭的電機樣本,5kw電機轉動慣量是0.016,也就是你們選的慣量6.3倍。<br>
當然,你們選的參數和我不一樣。請問下,你們是選了多少。<br>
5.5Kw的許用轉動慣量為2098kg.平方米,如圖
作者: 曉昀    時間: 2019-12-31 12:34
遠祥 發表于 2019-12-31 10:09
前輩,齒條拼接的精度取決于安裝面精度的,我們這邊通常按H7級精度,因此精面的加工精度有保證,才能保證整 ...

比如,在某一個輪齒上拼接,這個拼接的輪齒的尺寸怎么保證?拼接的端面要磨削嗎?拼接輪齒的接縫位置有沒有要求?

作者: 塵羽    時間: 2019-12-31 14:18
我們的桁架機構也類似這種,驅動用減速電機接錐齒輪-齒條,外加重載直線滑軌。

作者: lingdu    時間: 2020-1-1 20:40
重負載要配自動供油,不然維護保養麻煩,要不就很容易損壞。我們線性模組都給選配自動供油,特別是絲桿高速旋轉油脂會甩掉......
齒輪齒條線性模組我們組裝師傅是齒條打表,對接處好像是用兩支圓棒放齒槽里打表調整然后鎖緊,再然后齒條上打孔打銷子進去,齒條上原有的銷孔并沒有用上,不知道這種方式是否合理
作者: 遠祥    時間: 2020-1-13 16:24
lingdu 發表于 2020-1-1 20:40
重負載要配自動供油,不然維護保養麻煩,要不就很容易損壞。我們線性模組都給選配自動供油,特別是絲桿高速 ...

(, 下載次數: 128)

作者: 遠祥    時間: 2020-1-13 16:28
lingdu 發表于 2020-1-1 20:40
重負載要配自動供油,不然維護保養麻煩,要不就很容易損壞。我們線性模組都給選配自動供油,特別是絲桿高速 ...

定位銷不打,風險還是很大的,長期使用會產生松動,會加劇齒的磨損。
作者: 佛系發財哥    時間: 2020-1-13 18:40
學到了
作者: 它蟲    時間: 2020-1-13 19:01
學習了  講的很棒!
作者: 順子93    時間: 2020-1-13 21:01
fiyu1314 發表于 2019-12-30 12:39
齒輪安裝的結構 有調節齒輪齒條相對位置的結構么

拼接安裝時有尺規。
作者: 順子93    時間: 2020-1-13 21:08
之前公司也做了機器人地軌,工況也差不多,都是灰塵。負載2噸多,也用的斜齒輪。但用的不是直線導軌,兩邊直接用的是凸輪隨動器夾住方條在行走。
作者: hongyun3393    時間: 2020-1-13 22:28
|鷹頭貓發表于 12-30 10:42電動油脂潤滑泵……這個很重要嗎<br>
ABB的滑臺有沒有裝這東西?<br>
標準的都配有
作者: 誰言寸草心40    時間: 2020-1-14 08:50
第七軸傳動過程中的精度可以不要求很高,在使用工位上可以第二次高精度定位,和輸送線一樣的道理
作者: 遠祥    時間: 2020-1-14 09:06
|順子93發表于 01-13 21:08之前公司也做了機器人地軌,工況也差不多,都是灰塵。負載2噸多,也用的斜齒輪。但用的不是直線導軌,兩邊直接用的是凸輪隨動器夾住方條在行走。
層主用的凸輪隨動器是圖片這種吧?
這種軸承型的只能用于輕載的物品導向吧?滑臺重載導向還真不敢用呢。。。
作者: 富甲小夜    時間: 2020-1-14 09:06
買的話一米兩萬,6米12萬,運行穩定有保障。自己做不含人工費9萬,加上人工費也差不多了吧。并且一般做出來的第一款都很難沒有故障,絲杠報廢什么的也在合理范圍,前前后后的話加起來應該比買的成本貴吧。自我感覺,如果是自用的話,成熟的東西,買比較合適,除非價格差很多。
以我們為例,市場幾萬的設備,非要自己做,因為能便宜一兩萬。對于新設備大家都沒有這種經驗,第一款做出來會有很多問題。但是一些大的設備,市場上百萬,但是自己能通過變向方法實現,二十來萬就能滿足需求。這樣還是自己做合適。
不管怎樣,技術是又上了一層樓
作者: 遠祥    時間: 2020-1-14 09:09
|它蟲發表于 01-13 19:01學習了  講的很棒!<img class="emotion" src="http://www.ytsybjq.com/static/image/smiley/default/smile.gif" smilieid="1 border=" 0"="" alt="">
技術就是互相探討的,講的不好呀,歡迎社友們補充。。。
作者: 遠祥    時間: 2020-1-14 09:13
|鷹頭貓發表于 12-30 10:42電動油脂潤滑泵……這個很重要嗎<br>
ABB的滑臺有沒有裝這東西?<br>
ABB滑車我們也用過,8.1米的長度。
它標配自動潤滑系統和分配回路。
作者: 遠祥    時間: 2020-1-14 09:22
|富甲小夜發表于 01-14 09:06買的話一米兩萬,6米12萬,運行穩定有保障。自己做不含人工費9萬,加上人工費也差不多了吧。并且一般做出來的第一款都很難沒有故障,絲杠報廢什么的也在合理范圍,前前后后的話加起來應該比買的成本貴吧。自我感覺,如果是自用的話,成熟的東西,買比較合適,除非價格差很多。<br>
以我們為例,市場幾萬的設備,非要自己做,因為能便宜一兩萬。對于新設備大家都沒有這種經驗,第一款做出來會有很多問題。但是一些大的設備,市場上百萬,但是自己能通過變向方法實現,二十來萬就能滿足需求。這樣還是自己做合適。<br>
不管怎樣,技術是又上了一層樓
層主說的在理,滑臺量小,就幾臺的話,自己研發確實不劃算。
主要是這次的滑臺用量大,工廠一個項目就十多臺,而且好幾個地區的工廠都有需求。。。
作者: 順子93    時間: 2020-1-14 09:43
遠祥 發表于 2020-1-14 09:06
層主用的凸輪隨動器是圖片這種吧?
這種軸承型的只能用于輕載的物品導向吧?滑臺重載導向還真不敢用呢。。 ...

是的,負載比你這個大。但是速度沒你的快。

作者: wx_vEk2H8r8    時間: 2020-1-14 11:18
焊接工況666
作者: wx_vEk2H8r8    時間: 2020-1-14 11:29
感覺齒條拼接上面存在不放心階段。
作者: 它蟲    時間: 2020-1-14 16:34
遠祥 發表于 2020-1-14 09:09
技術就是互相探討的,講的不好呀,歡迎社友們補充。。。

  看這個帖子 ,    讓我看的很明白    ,   圖文并茂。
是個學習的好機會,能漲見識。










作者: xuanyi0110    時間: 2020-1-17 11:10
齒條固定  小齒輪可微調消除嚙合間隙,帶油泵分油塊,加一個毛氈輪  桁架機械手一般都這么做
作者: xuanyi0110    時間: 2020-1-17 11:11
短行程用絲杠  長行程用齒條
作者: 3207408655@    時間: 2020-1-21 18:22
齒輪齒條精度能達到嗎


作者: 小小技術員    時間: 2020-1-22 14:46
lingdu 發表于 2020-1-1 20:40
重負載要配自動供油,不然維護保養麻煩,要不就很容易損壞。我們線性模組都給選配自動供油,特別是絲桿高速 ...

銷釘配的合理。

作者: jason_ZHAI    時間: 2020-1-22 18:51
想請教一下,那種黃色的防銹是什么工藝?
作者: 水流眾生—江    時間: 2020-2-19 11:55
進來學習下。
作者: 水流眾生—江    時間: 2020-2-19 13:02
看得我趕緊站個樓,雖然以前做焊接機器人的時候做過第7軸,不過那個時候才跟斗師傅學設計。
作者: Bana丶凜彡    時間: 2020-2-19 14:41
遠祥 發表于 2019-12-30 10:31
5.5KW松下伺服電機,RV320精密減速機,現場測試過,可以達到±0.2的重復定位精度。

前面有一條焊渣粉塵大,齒條間隙是否有清灰防護措施,齒條定期也涉及潤滑防護,容易沾上

作者: janf90    時間: 2020-2-29 00:56
遠祥 發表于 2019-12-30 10:31
5.5KW松下伺服電機,RV320精密減速機,現場測試過,可以達到±0.2的重復定位精度。

長期運行后復位精度呢

作者: 6m75nt    時間: 2020-3-4 17:38
長見識了,只有看的份。
作者: 重誠WBL    時間: 2020-3-5 20:51
問一下大俠,即使驅動使用私服保證精度,但是齒輪齒條本身就帶有背隙,當換向時候是否還能保證精度?是通過預緊來保證?
作者: 遠祥    時間: 2020-3-8 12:27
jason_ZHAI 發表于 2020-1-22 18:51
想請教一下,那種黃色的防銹是什么工藝?

黃色的是刷了防銹漆。

作者: 遠祥    時間: 2020-3-8 12:31
wx_vEk2H8r8 發表于 2020-1-14 11:29
感覺齒條拼接上面存在不放心階段。

這個靠固定架上面的精度保證,超過2米的齒條就要分段的。

作者: 遠祥    時間: 2020-3-8 12:33
本帖最后由 遠祥 于 2020-3-8 12:35 編輯
|Bana丶凜彡發表于 02-19 14:41<br>前面有一條焊渣粉塵大,齒條間隙是否有清灰防護措施,齒條定期也涉及潤滑防護,容易沾上<br>

已經增加了這套潤滑系統,有清理毛刷 (, 下載次數: 133)

作者: 遠祥    時間: 2020-3-8 12:36
重誠WBL 發表于 2020-3-5 20:51
問一下大俠,即使驅動使用私服保證精度,但是齒輪齒條本身就帶有背隙,當換向時候是否還能保證精度?是通過 ...

這個上面沒法做其他的墊片調節法控制間隙,只能是長期使用后維護電機齒輪的位置。

作者: mumu312    時間: 2020-3-8 15:33
在本田現場看到不知誰家給他們做的平移抓取結構,得有十多米長,用的的確是斜齒輪
作者: 遠祥    時間: 2020-3-8 16:31
mumu312 發表于 2020-3-8 15:33
在本田現場看到不知誰家給他們做的平移抓取結構,得有十多米長,用的的確是斜齒輪

是的,絕大多數滑臺都會選用斜齒傳動。

作者: 重誠WBL    時間: 2020-3-8 19:42
遠祥 發表于 2020-3-8 12:36
這個上面沒法做其他的墊片調節法控制間隙,只能是長期使用后維護電機齒輪的位置。

收到,謝謝了

作者: yanhui4    時間: 2020-7-16 10:35
行程6米用絲桿就太長了,絲桿受重力會下垂也就是撓度,下垂后絲桿旋轉就會產生離心,絲桿壽命和精度就下降的很快。伺服+RV精度已經比較高了,配合6~7及齒條和6級的齒輪定位精度肯定是沒有問題的。
作者: 果粒#稀飯    時間: 2022-2-21 19:56
我們都用的斜齒輪,精度比直齒高,受力也比直齒好,速度快的話,直齒精度也難達到
作者: 青島晨芯    時間: 2022-2-22 09:00
學東西,得看樓主的帖子。
作者: sun_jiantao    時間: 2022-2-22 10:04
學習了
作者: 軒然紅君123    時間: 2022-2-22 14:10
學到了
作者: 林汐771k    時間: 2022-7-11 11:07
您好,想請教一下,定位銷孔,是機架加工就鉆了,還是裝了齒條在修配的
作者: 王IU    時間: 2022-7-12 17:00
學習了 很牛的設計
作者: 格格吉祥巴拉    時間: 2022-7-13 08:50
樓主的做法是:齒輪齒條配合后,用螺絲頂住減速機座。
我司的做法是,配合后,直接用打上彈簧銷釘。防止以后跑位。
作者: flymi    時間: 2022-7-16 10:08
學習了,正好在做類似設計
作者: 管理團隊    時間: 2024-6-25 13:06
公眾號留言選取
(, 下載次數: 39)

(, 下載次數: 55)

(, 下載次數: 51)

作者: 玥樂浩瀚    時間: 2024-6-25 17:11
學習學習

作者: 初學設計者    時間: 2024-6-27 22:28
第七軸的設計,即是教訓也是經驗,值得




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