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标题: 如何设计高速短行程往复运动+整体水平旋转90度的精密机构？ [打印本页]

作者: biduren97 时间: 2020-9-30 16:36
标题: 如何设计高速短行程往复运动+整体水平旋转90度的精密机构？
工况：目前的设备是XY模组平台，Z轴安装打印头，根据图纸要求，打印头在薄膜上打印不同的波形曲线（类似正弦曲线）
最大速度V=0.25m/s，打印完一张膜需要1个多小时。
要求速度提高4倍，按目前的设备型材机架+模组的结构，提速会导致震动厉害，打印出的曲线满足不了要求。
所以想要在Z轴上设计一套机构，满足如下要求：
1. 高速往复运动，往复行程在15mm左右，精度正负0.05，最好能电控调节
2. 机构整体可以旋转90度，因为X方向走完后，需要旋转90度开始Y向打印
3. 打印头负载很小，重量在40g左右

最早使用音圈电机+回转气缸的结构，但考虑到音圈电机成本太高，容易损坏，放弃该方案。
目前往复行程可调没有想到合适的结构，固定行程可以采用曲柄+滑块的机构实现，90度固定旋转可以沿用回转气缸，或者电机+齿轮形式实现，
但是由于打印头跟料桶是分离的，那么打印头和料筒要同时旋转90度的要求。
各位帮忙看看有什么成熟的机构方案可以满足这样的要求吗？
(, 下载次数: 220)

作者: biduren97 时间: 2020-9-30 18:05
先看高速直线往复运动怎么实现吧

作者: 冷月梧桐 时间: 2020-9-30 21:44
PPU百度一下

作者: 大白小白 时间: 2020-9-30 21:48
lz最好自己标示一下，那个是打印头，那个是料筒。

作者: 大白小白 时间: 2020-9-30 21:51
可调往复行程，那就是滚珠丝杆了，考虑过没

作者: 去缸活塞泵 时间: 2020-10-1 22:26
xyz，打印。参考3d打印机吧

作者: biduren97 时间: 2020-10-1 22:48

|冷月梧桐发表于 09-30 21:44PPU百度一下

简单讲就是凸轮滑块吧

作者: biduren97 时间: 2020-10-1 22:49

|大白小白发表于 09-30 21:48lz最好自己标示一下，那个是打印头，那个是料筒。

红色底部尖的是打印头，红色顶部是料桶

作者: biduren97 时间: 2020-10-1 22:50

|大白小白发表于 09-30 21:51可调往复行程，那就是滚珠丝杆了，考虑过没

滚珠丝杆电机正反转会有启动时间，不符合要求

作者: biduren97 时间: 2020-10-1 22:50

|去缸活塞泵发表于 10-01 22:26xyz，打印。参考3d打印机吧

再看看工况吧，本身就是xyz模组，提速达不到要求

作者: aduoken 时间: 2020-10-2 16:40
本帖最后由 aduoken 于 2020-10-2 16:43 编辑

步进电机+偏心轮+滑块

作者: 大白小白 时间: 2020-10-2 17:20

aduoken 发表于 2020-10-2 16:40
步进电机+偏心轮+滑块

要求可调行程

作者: aduoken 时间: 2020-10-2 19:53

大白小白发表于 2020-10-2 17:20
要求可调行程

做成可分离调节偏心轮

作者: biduren97 时间: 2020-10-2 20:21

|aduoken发表于 10-02 19:53 做成可分离调节偏心轮

凸轮上不同的固定点吗，那还是实现不了自动控制吧

作者: 远祥 时间: 2020-10-2 22:32
不建议整体做成旋转，在机构的末端增加才是比较合适的。

作者: biduren97 时间: 2020-10-2 22:36

|远祥发表于 10-02 22:32不建议整体做成旋转，在机构的末端增加才是比较合适的。

不是很理解啊，先是往复运动这套机构肯定是一体的，不把它整体旋转90度，如何实现旋转呢

作者: 大白小白 时间: 2020-10-3 00:14

biduren97 发表于 2020-10-1 22:50
滚珠丝杆电机正反转会有启动时间，不符合要求

“1. 高速往复运动，往复行程在15mm左右，精度正负0.05，最好能电控调节”

高速有数据吗？

往复行程，最小多少，最大多少？

既然是打印头，z轴行程应该固定吧

作者: biduren97 时间: 2020-10-8 11:08

|大白小白发表于 10-03 00:14 “1. 高速往复运动，往复行程在15mm左右，精度正负0.05，最好能电控调节” 高速有数据吗？ 往复行程，最小多少，最大多少？ 既然是打印头，z轴行程应该固定吧

高速最高极限应该在1m/s，
往复行程目前有13mm，11mm，10mm，
这些会根据图纸要求变动，所以要可调

作者: biduren97 时间: 2020-10-8 11:08

|大白小白发表于 10-03 00:14 “1. 高速往复运动，往复行程在15mm左右，精度正负0.05，最好能电控调节” 高速有数据吗？ 往复行程，最小多少，最大多少？ 既然是打印头，z轴行程应该固定吧

z轴不用考虑，需要考虑的是转向90度

作者: yinenjoy 时间: 2020-10-8 16:51
如果不差钱，我倒是有个提议，可以使用滚珠丝杆花键，两个动力电机（高速最好伺服），一个控制升降，一个控制旋转（类似四轴机器人的Z轴）

作者: biduren97 时间: 2020-10-9 09:26

|yinenjoy发表于 10-08 16:51如果不差钱，我倒是有个提议，可以使用滚珠丝杆花键，两个动力电机（高速最好伺服），一个控制升降，一个控制旋转（类似四轴机器人的Z轴）

升降已有电机丝杠控制了，旋转你意思还是用电机驱动是吧
那高速往复运动呢，用什么

作者: 水水5 时间: 2020-10-9 13:11
11楼的步进电机加曲柄加滑块，是个好方法。行程11 13 10毫米，很接近，可以通过一个偏心套调节行程。或者，干脆做成三套曲柄，调整的时候更换。
你是要在X行走的时候，这个高速往复扮演Y的角色，行走的同时带动这个机构高速往复，是这样吧。这个涉及一个两个轴耦合的问题。这个问题考虑过没有？怎样能走出一个标准的正弦曲线？

作者: biduren97 时间: 2020-10-9 13:23

|水水5发表于 10-09 13:1111楼的步进电机加曲柄加滑块，是个好方法。行程11 13 10毫米，很接近，可以通过一个偏心套调节行程。或者，干脆做成三套曲柄，调整的时候更换。 
你是要在X行走的时候，这个高速往复扮演Y的角色，行走的同时带动这个机构高速往复，是这样吧。这个涉及一个两个轴耦合的问题。这个问题考虑过没有？怎样能走出一个标准的正弦曲线？

有专人搞算法控制，我需要先把机构部分搞定

作者: biduren97 时间: 2020-10-9 16:38

|水水5发表于 10-09 13:1111楼的步进电机加曲柄加滑块，是个好方法。行程11 13 10毫米，很接近，可以通过一个偏心套调节行程。或者，干脆做成三套曲柄，调整的时候更换。 
你是要在X行走的时候，这个高速往复扮演Y的角色，行走的同时带动这个机构高速往复，是这样吧。这个涉及一个两个轴耦合的问题。这个问题考虑过没有？怎样能走出一个标准的正弦曲线？

旋转90度除了回转气缸还有其他方式吗，更稳定一些

作者: wn464574401 时间: 2020-10-10 10:10
直接买个scara不行吗

作者: biduren97 时间: 2020-10-10 20:35

|wn464574401发表于 10-10 10:10直接买个scara不行吗

只有22楼理解的需求啊

作者: biduren97 时间: 2020-10-12 10:11

大白小白发表于 2020-10-3 00:14
“1. 高速往复运动，往复行程在15mm左右，精度正负0.05，最好能电控调节”

高速有数据吗？

偏心轮+滑块的结构否掉了还是回到滚珠丝杠上，行程调整成30mm，这种应该可以用伺服+丝杠来实现吧

作者: 大白小白 时间: 2020-10-12 13:08

biduren97 发表于 2020-10-12 10:11
偏心轮+滑块的结构否掉了还是回到滚珠丝杠上，行程调整成30mm，这种应该可以用伺服+丝杠来实现吧

想偷懒，就是这个办法。

想更高速度，肯定要动脑筋

作者: zhufeng_hgp 时间: 2020-10-12 15:10

biduren97 发表于 2020-10-12 10:11
偏心轮+滑块的结构否掉了还是回到滚珠丝杠上，行程调整成30mm，这种应该可以用伺服+丝杠来实现吧

看你的高速要求，一秒钟往复多少次。往复频率非常高，又要求行程可调，高还是建议音圈电机的结构

作者: biduren97 时间: 2020-10-12 15:13

zhufeng_hgp 发表于 2020-10-12 15:10
看你的高速要求，一秒钟往复多少次。往复频率非常高，又要求行程可调，高还是建议音圈电机的结构

还是用电机+丝杠的机构吧，速度降点

作者: 水水5 时间: 2020-10-12 19:31

biduren97 发表于 2020-10-9 16:38
旋转90度除了回转气缸还有其他方式吗，更稳定一些

气缸加单连杆也可以啊。

作者: biduren97 时间: 2020-10-12 22:53

|水水5发表于 10-12 19:31 气缸加单连杆也可以啊。

90度旋转有图例看看吗？
还有滚珠丝杠往复运动应该就是直线模组吧，好像啥也简化不了

作者: 水水5 时间: 2020-10-14 08:05

biduren97 发表于 2020-10-12 22:53
90度旋转有图例看看吗？
还有滚珠丝杠往复运动应该就是直线模组吧，好像啥也简化不了

没有，很简单的。气缸、机架与连杆组成一个三角形。都是铰接。气缸缩回，连杆是0度，气缸伸出，连杆摆到90度。

作者: biduren97 时间: 2020-12-12 11:40

水水5 发表于 2020-10-14 08:05
没有，很简单的。气缸、机架与连杆组成一个三角形。都是铰接。气缸缩回，连杆是0度，气缸伸出，连杆摆到9 ...

气缸旋转不一定能锁住把，定位精度要能达到0.05

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