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(guó)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(guó)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