负载质量惯量较大，如何保证防坠安全稳定性下选取电机和调速？

展翅翱翔with

考虑设计一套升降系统抓取物料，8s内抓取一个包，线速度是2.1到5.4米/s。
铝型材结构上采用框架结构，分两级，套在一起，一级框架起到传送作用，2米长，二级框架连带着机械手爪工作，2米长，就像一二级火箭似的，一级为了助推，二级是为了干活，一级框架的驱动端采用伺服电机+齿轮传动，并通过传动轴转化为齿轮齿条驱动一级框架上下升降(框架上铺齿条)，电机安装在机架的平台上，并在一级框架基础上安装丝杠模组来传动二级框架。
两个框架采用铝型材，分别是40×40和30×30，现在发现两个框架的质量很大加起来45kg左右，抓取物料40kg，齿轮还做了轻量化处理，根据两个框架的总惯量，找的是安川电机，其他的伺服电机如松下转子惯量太小，现在看安川电机11KW比较合适，但是安川电机选型是连带着减速机一起选型，不要他的配套减速机，而是考虑用蜗轮蜗杆减速机，因为要防止高空坠落 ，那么基于防坠和惯量考虑，我是否应该将减速机的传动比乘以齿轮的减速比上？
那如果减速比比较大的话，又保证在8s内快速实现抓取物料？如何对电机进行调速？在保证有足够的安全稳定性条件下，尽可能让升降速度更快？谢谢！

wswker

展翅翱翔with 发表于 2021-1-13 10:40
请教下关于结构如不用铝型材的话用什么材料好些？
另外减速比比较大的话比如1:10 1:15 甚至1:20的话，用 ...

一般都是钢架结构，焊接结构比较稳定有效（质量保证情况下），但是要综合考虑（拆装、维护、制作方便）等使用其他螺栓等连接型式，普通结构钢就可以了，铝型材使用要注意挠度变形，还有连接处的可靠性，一般用作静力结构、轻载、外框架等，
如果传动型式按齿轮齿条，半径50mm的齿轮（假设），一周大概0.3m，3000r电机（假设/需根据驱动转矩、惯量等做考虑）直驱线速度约15m/s，根据需要选传动比就好了，为什么 要增速？
自己最好多查点相关资料，多做几组计算，多看下别人的设计，这里只能给个参考思路，说不定还不一定准确
有个制造云可以下载模型，种类还挺多的，也有很多免费的模型、资料，可以看下

斯文棒棒

来一个示意图岂不是更简单明了？

wswker

讨论一下：1.铝型材做运动结构长期来说感觉不是特别可靠，除非连接处能有效处理：
                2.100kg负载用到11kw电机，而且还有减速比，这个主要问题应该是运动比较快，电机设制动，加减速时间，极限位置设限位和缓冲，感觉问题不大，安全系数设高点，要考虑整体结构稳定性，高速机构如果运动频繁的话稳定性很重要。
                3.如果是8s，速度不会那么快吧，如果一二级同步动作，应该余量还蛮大的。
                4.蜗轮蜗杆大传动比才有稳定自锁，小传动比不稳定自锁不可靠。
                5.自己重新梳理计算一下。

展翅翱翔with

wswker 发表于 2021-1-13 08:40
讨论一下：1.铝型材做运动结构长期来说感觉不是特别可靠，除非连接处能有效处理：
                2.100k ...

请教下关于结构如不用铝型材的话用什么材料好些？
另外减速比比较大的话比如1:10 1:15 甚至1:20的话，用什么方式增大伺服电机的速度？
有什么好建议？谢谢！

远祥

有没有考虑用带刹车的伺服电机来解决防坠落的情况？？还是担心的话，就增加一个防坠落的气缸，可以用一个气缸再增加一个顶紧机构把它给卡住，从而是实现防坠落！

展翅翱翔with

wswker 发表于 2021-1-13 11:10
一般都是钢架结构，焊接结构比较稳定有效（质量保证情况下），但是要综合考虑（拆装、维护、制作方便）等 ...

减速比大，转矩大了，升降速度就慢了，所以需要增速

wswker

展翅翱翔with 发表于 2021-1-13 12:18
减速比大，转矩大了，升降速度就慢了，所以需要增速

减速比太大，小点就行了，大减速比再增速是什么操作，又没有中间传动没意义呀，其他参数够不够，算功率啊，你系统要求10kw，电机1kw，再怎么调，总有一个参数无法满足要求。

晓昀

要不要减速机要看后端的设计转速范围，如果电机带减速机还不能满足最后执行机构的转速，那就再增加减速机构。

展翅翱翔with

wswker 发表于 2021-1-13 12:58
减速比太大，小点就行了，大减速比再增速是什么操作，又没有中间传动没意义呀，其他参数够不够，算功率 ...

现在处于转速与传动比选取的纠结中