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标题: 重载滑台的传动设计 [打印本页]

作者: 远祥    时间: 2019-12-30 10:02
标题: 重载滑台的传动设计
本帖最后由 远祥 于 2019-12-29 19:02 编辑

   咱们专机设备部开发了一台重载移动滑台,毕竟买ABB的IRT 501-90R机器人第七轴移动滑台一米两万,成本较高!如图所示的,内部开发,移动距离6米,成本统计也才花了九万左右(不包括直接人工费);

滑台负载1.5吨,电机功率5.5KW,输出扭矩565N.M;

电机选型有经过几个人详细计算探讨,选型不是难事,其实这台设备的开发,难点在于传动这块;

设备平移6米,加上滑台等机构,齿条的长度需要做到8米;

之前开发的平移2.5米的滑台,传动选用了直径63,长度3米的滚珠丝杠;

    结果设备运行半年就发现滑台的重复定位精度由±0.2变为±1,误差的变大导致弧焊工作站产品焊接质量极不稳定!重载弧焊工况,环境灰尘大,焊渣多,加上丝杠没有防护,没有润滑,这样滚珠丝杠极易磨损失效!

    有了上次的失败经历,这次大家对于齿传动选型就格外谨慎。制造部经理认为直齿轮齿条安装调试相对比较容易,8米长齿条拼起来精度容易保证,而且斜齿轮齿条加工或安装不到位的话效果反而比直齿差;同样大小、材料的齿条,价格方面直齿要比斜齿轮齿条低很多。

    而我们设计部经理则认为斜齿通常有2个-2.5个齿咬合接触,接触面大,负载扭矩比直齿的单点承受力更大;重合度大。可以降低每对轮齿的载荷,从而相对的提高了齿轮的承载能力,延长了齿轮的使用寿命,并使传动平稳。况且,机械配件都是设计部门下的单,最后,齿条选用的台湾精锐APEX。

每条2米,材质:碳钢,右旋斜齿;



安装底座设计成靠边槽,通过销钉和螺栓固定;8米长的齿条整体拼接起来,现场调试未发现异常;


线性滑轨是上银超重载HGW65HA;滑台两极限有行程开关判断;

配套了超大型的坦克链(采购网上买的,牌子也没有)感觉不太靠谱!

为了保养维护传动齿条,这次特意增加了电动油脂润滑泵;

交流电保证润滑动力充足;

滑台移动速度0.5米/秒,打算用负载大的、转速慢的3#黄油。




作者: 风云缘    时间: 2019-12-30 10:23
齿轮齿条精度能达到吗
作者: 远祥    时间: 2019-12-30 10:31
风云缘 发表于 2019-12-30 10:23
齿轮齿条精度能达到吗

5.5KW松下伺服电机,RV320精密减速机,现场测试过,可以达到±0.2的重复定位精度。

作者: lekong83    时间: 2019-12-30 10:35
丝杠防尘怎么做的?只是丝杆加个套还是整个导轨加的风琴罩?
作者: 鹰头猫    时间: 2019-12-30 10:42
电动油脂润滑泵……这个很重要吗
ABB的滑台有没有装这东西?

作者: 远祥    时间: 2019-12-30 10:42
|lekong83发表于 12-30 10:35丝杠防尘怎么做的?只是丝杆加个套还是整个导轨加的风琴罩?
这种钢质的防尘盖用多一些,丝杠和线性滑轨都可以包起来。
作者: 远祥    时间: 2019-12-30 10:44
|鹰头猫发表于 12-30 10:42电动油脂润滑泵……这个很重要吗
很重要,之前传动用的丝杠,结果因为灰尘,焊渣多,没有油压润滑系统,整条丝杠报废!
作者: 2011ayoon    时间: 2019-12-30 12:25
个人觉得直齿齿轮比较好,后续维护更换容易
作者: fiyu1314    时间: 2019-12-30 12:39
齿轮安装的结构 有调节齿轮齿条相对位置的结构么
作者: 远祥    时间: 2019-12-30 12:59
|2011ayoon发表于 12-30 12:25个人觉得直齿齿轮比较好,后续维护更换容易
层主的想法和我们制造经理相同了。
作者: 远祥    时间: 2019-12-30 13:01
|fiyu1314发表于 12-30 12:39齿轮安装的结构 有调节齿轮齿条相对位置的结构么
有调节的结构,如图,齿条整体位置精度靠加工的台阶保证,斜齿轮与电机减速器整体调节,箭头所值为螺丝顶紧的方向。
作者: 远祥    时间: 2019-12-30 13:02
|fiyu1314发表于 12-30 12:39齿轮安装的结构 有调节齿轮齿条相对位置的结构么

作者: pjg027    时间: 2019-12-30 13:16
谢谢分享
作者: 志超ai    时间: 2019-12-30 13:17
我个人也是觉得直齿轮比较好
作者: bokieworn    时间: 2019-12-30 15:46
lekong83 发表于 2019-12-30 10:35
丝杠防尘怎么做的?只是丝杆加个套还是整个导轨加的风琴罩?

东西太大了,就算两边有支撑条,宽度那一段也很可能会耷拉下来吧

作者: bokieworn    时间: 2019-12-30 16:05
bokieworn 发表于 2019-12-30 15:46
东西太大了,就算两边有支撑条,宽度那一段也很可能会耷拉下来吧

呃呃 第一次听说这种操作 长见识


作者: xxtrumpf    时间: 2019-12-30 16:12
楼主,请教一个问题。因为最近在看伺服电机选型,上面提到了转动惯量的问题。
我根据你提供的数据,5.5kw的伺服电机(只找到5kw的)
额定转矩=23.9Nm
传动比i=23.6,
齿轮齿条转动惯量J=m*d*d/4/i.先按直径80mm算。J=0.102kg*m2。
我手头的电机样本,5kw电机转动惯量是0.016,也就是你们选的惯量6.3倍。
当然,你们选的参数和我不一样。请问下,你们是选了多少。

作者: 远祥    时间: 2019-12-30 19:31
|xxtrumpf发表于 12-30 16:12楼主,请教一个问题。因为最近在看伺服电机选型,上面提到了转动惯量的问题。<br>
我根据你提供的数据,5.5kw的伺服电机(只找到5kw的)<br>
额定转矩=23.9Nm<br>
传动比i=23.6,<br>
齿轮齿条转动惯量J=m*d*d/4/i.先按直径80mm算。J=0.102kg*m2。<br>
我手头的电机样本,5kw电机转动惯量是0.016,也就是你们选的惯量6.3倍。<br>
当然,你们选的参数和我不一样。请问下,你们是选了多少。<br>
我们选的是松下伺服电机,这款是他们定制的,至于惯量,我明天查一下记录,明天告诉你。
作者: 麦哥123    时间: 2019-12-30 21:13
床身有没有退火?齿轮有反向间隙,估计半年后精度就下降了,如果用双向齿轮消除反向间隙比较好
作者: 晓昀    时间: 2019-12-30 23:58
齿轮传动这部分我认为负责技术的经理说的对,应该用斜齿轮传动,斜齿轮传动承载能力大,重合度较高,传动平稳,虽然价格高了点,但是,运行起来放心。

另外,请教下,8米齿条整体拼接工艺上如何保证精度?我对齿条拼接用感觉不放心,担心精度达不到传动要求。
作者: 远祥    时间: 2019-12-31 07:52
|麦哥123发表于 12-30 21:13床身有没有退火?齿轮有反向间隙,估计半年后精度就下降了,如果用双向齿轮消除反向间隙比较好
床身整体较大,采用了时效处理;没有采用反向齿隙的调节。
作者: hxl11    时间: 2019-12-31 08:27
学习
作者: zhufeng_hgp    时间: 2019-12-31 08:28
9W成本有点高了

作者: 远祥    时间: 2019-12-31 10:09
|晓昀发表于 12-30 23:58齿轮传动这部分我认为负责技术的经理说的对,应该用斜齿轮传动,斜齿轮传动承载能力大,重合度较高,传动平稳,虽然价格高了点,但是,运行起来放心。<br>
<br>
另外,请教下,8米齿条整体拼接工艺上如何保证精度?我对齿条拼接用感觉不放心,担心精度达不到传动要求。
前辈,齿条拼接的精度取决于安装面精度的,我们这边通常按H7级精度,因此精面的加工精度有保证,才能保证整条8米长的准确度,而且定位销孔保证位置度,紧定螺丝承受剪切方向的力。
作者: 远祥    时间: 2019-12-31 10:11
|zhufeng_hgp发表于 12-31 08:289W成本有点高了<br>
层主有没有好点的配件采购渠道可以推荐一下。。。
作者: 远祥    时间: 2019-12-31 10:22
|xxtrumpf发表于 12-30 16:12楼主,请教一个问题。因为最近在看伺服电机选型,上面提到了转动惯量的问题。<br>
我根据你提供的数据,5.5kw的伺服电机(只找到5kw的)<br>
额定转矩=23.9Nm<br>
传动比i=23.6,<br>
齿轮齿条转动惯量J=m*d*d/4/i.先按直径80mm算。J=0.102kg*m2。<br>
我手头的电机样本,5kw电机转动惯量是0.016,也就是你们选的惯量6.3倍。<br>
当然,你们选的参数和我不一样。请问下,你们是选了多少。<br>
5.5Kw的许用转动惯量为2098kg.平方米,如图
作者: 晓昀    时间: 2019-12-31 12:34
远祥 发表于 2019-12-31 10:09
前辈,齿条拼接的精度取决于安装面精度的,我们这边通常按H7级精度,因此精面的加工精度有保证,才能保证整 ...

比如,在某一个轮齿上拼接,这个拼接的轮齿的尺寸怎么保证?拼接的端面要磨削吗?拼接轮齿的接缝位置有没有要求?

作者: 尘羽    时间: 2019-12-31 14:18
我们的桁架机构也类似这种,驱动用减速电机接锥齿轮-齿条,外加重载直线滑轨。

作者: lingdu    时间: 2020-1-1 20:40
重负载要配自动供油,不然维护保养麻烦,要不就很容易损坏。我们线性模组都给选配自动供油,特别是丝杆高速旋转油脂会甩掉......
齿轮齿条线性模组我们组装师傅是齿条打表,对接处好像是用两支圆棒放齿槽里打表调整然后锁紧,再然后齿条上打孔打销子进去,齿条上原有的销孔并没有用上,不知道这种方式是否合理
作者: 远祥    时间: 2020-1-13 16:24
lingdu 发表于 2020-1-1 20:40
重负载要配自动供油,不然维护保养麻烦,要不就很容易损坏。我们线性模组都给选配自动供油,特别是丝杆高速 ...

(, 下载次数: 95)

作者: 远祥    时间: 2020-1-13 16:28
lingdu 发表于 2020-1-1 20:40
重负载要配自动供油,不然维护保养麻烦,要不就很容易损坏。我们线性模组都给选配自动供油,特别是丝杆高速 ...

定位销不打,风险还是很大的,长期使用会产生松动,会加剧齿的磨损。
作者: 佛系发财哥    时间: 2020-1-13 18:40
学到了
作者: 它虫    时间: 2020-1-13 19:01
学习了  讲的很棒!
作者: 顺子93    时间: 2020-1-13 21:01
fiyu1314 发表于 2019-12-30 12:39
齿轮安装的结构 有调节齿轮齿条相对位置的结构么

拼接安装时有尺规。
作者: 顺子93    时间: 2020-1-13 21:08
之前公司也做了机器人地轨,工况也差不多,都是灰尘。负载2吨多,也用的斜齿轮。但用的不是直线导轨,两边直接用的是凸轮随动器夹住方条在行走。
作者: hongyun3393    时间: 2020-1-13 22:28
|鹰头猫发表于 12-30 10:42电动油脂润滑泵……这个很重要吗<br>
ABB的滑台有没有装这东西?<br>
标准的都配有
作者: 谁言寸草心40    时间: 2020-1-14 08:50
第七轴传动过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,和输送线一样的道理
作者: 远祥    时间: 2020-1-14 09:06
|顺子93发表于 01-13 21:08之前公司也做了机器人地轨,工况也差不多,都是灰尘。负载2吨多,也用的斜齿轮。但用的不是直线导轨,两边直接用的是凸轮随动器夹住方条在行走。
层主用的凸轮随动器是图片这种吧?
这种轴承型的只能用于轻载的物品导向吧?滑台重载导向还真不敢用呢。。。
作者: 富甲小夜    时间: 2020-1-14 09:06
买的话一米两万,6米12万,运行稳定有保障。自己做不含人工费9万,加上人工费也差不多了吧。并且一般做出来的第一款都很难没有故障,丝杠报废什么的也在合理范围,前前后后的话加起来应该比买的成本贵吧。自我感觉,如果是自用的话,成熟的东西,买比较合适,除非价格差很多。
以我们为例,市场几万的设备,非要自己做,因为能便宜一两万。对于新设备大家都没有这种经验,第一款做出来会有很多问题。但是一些大的设备,市场上百万,但是自己能通过变向方法实现,二十来万就能满足需求。这样还是自己做合适。
不管怎样,技术是又上了一层楼
作者: 远祥    时间: 2020-1-14 09:09
|它虫发表于 01-13 19:01学习了  讲的很棒!<img class="emotion" src="//www.szfco.com/static/image/smiley/default/smile.gif" smilieid="1 border=" 0"="" alt="">
技术就是互相探讨的,讲的不好呀,欢迎社友们补充。。。
作者: 远祥    时间: 2020-1-14 09:13
|鹰头猫发表于 12-30 10:42电动油脂润滑泵……这个很重要吗<br>
ABB的滑台有没有装这东西?<br>
ABB滑车我们也用过,8.1米的长度。
它标配自动润滑系统和分配回路。
作者: 远祥    时间: 2020-1-14 09:22
|富甲小夜发表于 01-14 09:06买的话一米两万,6米12万,运行稳定有保障。自己做不含人工费9万,加上人工费也差不多了吧。并且一般做出来的第一款都很难没有故障,丝杠报废什么的也在合理范围,前前后后的话加起来应该比买的成本贵吧。自我感觉,如果是自用的话,成熟的东西,买比较合适,除非价格差很多。<br>
以我们为例,市场几万的设备,非要自己做,因为能便宜一两万。对于新设备大家都没有这种经验,第一款做出来会有很多问题。但是一些大的设备,市场上百万,但是自己能通过变向方法实现,二十来万就能满足需求。这样还是自己做合适。<br>
不管怎样,技术是又上了一层楼
层主说的在理,滑台量小,就几台的话,自己研发确实不划算。
主要是这次的滑台用量大,工厂一个项目就十多台,而且好几个地区的工厂都有需求。。。
作者: 顺子93    时间: 2020-1-14 09:43
远祥 发表于 2020-1-14 09:06
层主用的凸轮随动器是图片这种吧?
这种轴承型的只能用于轻载的物品导向吧?滑台重载导向还真不敢用呢。。 ...

是的,负载比你这个大。但是速度没你的快。

作者: wx_vEk2H8r8    时间: 2020-1-14 11:18
焊接工况666
作者: wx_vEk2H8r8    时间: 2020-1-14 11:29
感觉齿条拼接上面存在不放心阶段。
作者: 它虫    时间: 2020-1-14 16:34
远祥 发表于 2020-1-14 09:09
技术就是互相探讨的,讲的不好呀,欢迎社友们补充。。。

  看这个帖子 ,    让我看的很明白    ,   图文并茂。
是个学习的好机会,能涨见识。










作者: xuanyi0110    时间: 2020-1-17 11:10
齿条固定  小齿轮可微调消除啮合间隙,带油泵分油块,加一个毛毡轮  桁架机械手一般都这么做
作者: xuanyi0110    时间: 2020-1-17 11:11
短行程用丝杠  长行程用齿条
作者: 3207408655@    时间: 2020-1-21 18:22
齿轮齿条精度能达到吗


作者: 小小技术员    时间: 2020-1-22 14:46
lingdu 发表于 2020-1-1 20:40
重负载要配自动供油,不然维护保养麻烦,要不就很容易损坏。我们线性模组都给选配自动供油,特别是丝杆高速 ...

销钉配的合理。

作者: jason_ZHAI    时间: 2020-1-22 18:51
想请教一下,那种黄色的防锈是什么工艺?
作者: 水流众生—江    时间: 2020-2-19 11:55
进来学习下。
作者: 水流众生—江    时间: 2020-2-19 13:02
看得我赶紧站个楼,虽然以前做焊接机器人的时候做过第7轴,不过那个时候才跟斗师傅学设计。
作者: Bana丶凛彡    时间: 2020-2-19 14:41
远祥 发表于 2019-12-30 10:31
5.5KW松下伺服电机,RV320精密减速机,现场测试过,可以达到±0.2的重复定位精度。

前面有一条焊渣粉尘大,齿条间隙是否有清灰防护措施,齿条定期也涉及润滑防护,容易沾上

作者: janf90    时间: 2020-2-29 00:56
远祥 发表于 2019-12-30 10:31
5.5KW松下伺服电机,RV320精密减速机,现场测试过,可以达到±0.2的重复定位精度。

长期运行后复位精度呢

作者: 6m75nt    时间: 2020-3-4 17:38
长见识了,只有看的份。
作者: 重诚WBL    时间: 2020-3-5 20:51
问一下大侠,即使驱动使用私服保证精度,但是齿轮齿条本身就带有背隙,当换向时候是否还能保证精度?是通过预紧来保证?
作者: 远祥    时间: 2020-3-8 12:27
jason_ZHAI 发表于 2020-1-22 18:51
想请教一下,那种黄色的防锈是什么工艺?

黄色的是刷了防锈漆。

作者: 远祥    时间: 2020-3-8 12:31
wx_vEk2H8r8 发表于 2020-1-14 11:29
感觉齿条拼接上面存在不放心阶段。

这个靠固定架上面的精度保证,超过2米的齿条就要分段的。

作者: 远祥    时间: 2020-3-8 12:33
本帖最后由 远祥 于 2020-3-8 12:35 编辑
|Bana丶凛彡发表于 02-19 14:41<br>前面有一条焊渣粉尘大,齿条间隙是否有清灰防护措施,齿条定期也涉及润滑防护,容易沾上<br>

已经增加了这套润滑系统,有清理毛刷 (, 下载次数: 96)

作者: 远祥    时间: 2020-3-8 12:36
重诚WBL 发表于 2020-3-5 20:51
问一下大侠,即使驱动使用私服保证精度,但是齿轮齿条本身就带有背隙,当换向时候是否还能保证精度?是通过 ...

这个上面没法做其他的垫片调节法控制间隙,只能是长期使用后维护电机齿轮的位置。

作者: mumu312    时间: 2020-3-8 15:33
在本田现场看到不知谁家给他们做的平移抓取结构,得有十多米长,用的的确是斜齿轮
作者: 远祥    时间: 2020-3-8 16:31
mumu312 发表于 2020-3-8 15:33
在本田现场看到不知谁家给他们做的平移抓取结构,得有十多米长,用的的确是斜齿轮

是的,绝大多数滑台都会选用斜齿传动。

作者: 重诚WBL    时间: 2020-3-8 19:42
远祥 发表于 2020-3-8 12:36
这个上面没法做其他的垫片调节法控制间隙,只能是长期使用后维护电机齿轮的位置。

收到,谢谢了

作者: yanhui4    时间: 2020-7-16 10:35
行程6米用丝杆就太长了,丝杆受重力会下垂也就是挠度,下垂后丝杆旋转就会产生离心,丝杆寿命和精度就下降的很快。伺服+RV精度已经比较高了,配合6~7及齿条和6级的齿轮定位精度肯定是没有问题的。
作者: 果粒#稀饭    时间: 2022-2-21 19:56
我们都用的斜齿轮,精度比直齿高,受力也比直齿好,速度快的话,直齿精度也难达到
作者: 青岛晨芯    时间: 2022-2-22 09:00
学东西,得看楼主的帖子。
作者: sun_jiantao    时间: 2022-2-22 10:04
学习了
作者: 轩然红君123    时间: 2022-2-22 14:10
学到了
作者: 林汐771k    时间: 2022-7-11 11:07
您好,想请教一下,定位销孔,是机架加工就钻了,还是装了齿条在修配的
作者: 王IU    时间: 2022-7-12 17:00
学习了 很牛的设计
作者: 格格吉祥巴拉    时间: 2022-7-13 08:50
楼主的做法是:齿轮齿条配合后,用螺丝顶住减速机座。
我司的做法是,配合后,直接用打上弹簧销钉。防止以后跑位。
作者: flymi    时间: 2022-7-16 10:08
学习了,正好在做类似设计
作者: 管理团队    时间: 2024-6-25 13:06
公众号留言选取
(, 下载次数: 7)

(, 下载次数: 12)

(, 下载次数: 12)

作者: 玥乐浩瀚    时间: 2024-6-25 17:11
学习学习

作者: 初学设计者    时间: 2024-6-27 22:28
第七轴的设计,即是教训也是经验,值得




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