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標(biāo)題: 機(jī)械臂行走軸（地軌）問題請(qǐng)教 [打印本頁]
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-4 21:59
標(biāo)題: 機(jī)械臂行走軸（地軌）問題請(qǐng)教
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這是我們要做的機(jī)械臂地軌，想麻煩各位大俠幫忙審審結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)有什么錯(cuò)誤、遺漏或是需要注意的事項(xiàng)。
容我介紹一下情況：
1.這是縱梁100*100*5mm的方管和橫梁80*40*5mm的矩形管拼焊的機(jī)架，上面墊焊15mm的鋼板，整體機(jī)架焊接完后退火，再機(jī)加工兩個(gè)導(dǎo)軌安裝面和齒條安裝面，最后鉆孔攻牙。
2.，這個(gè)產(chǎn)品比較特殊需要經(jīng)常移動(dòng)和后續(xù)加長，所以是產(chǎn)品是分段拼接的，目前首尾段1.5米，中間段1米，需要拼接就只需增加中間段，最長超過20米，拼接面端銑平和兩定位槽。
3.兩導(dǎo)軌中間面距離800mm，用45寬的導(dǎo)軌，m3的齒條，承載500kg的重物，我們期待的運(yùn)行速度是3m/s。
其中我有幾個(gè)疑惑，也麻煩各位參謀參謀。
1.這樣的機(jī)架焊接后退火再機(jī)加工兩導(dǎo)軌安裝面，機(jī)架的強(qiáng)度是否足夠，平行度及平面度能否保證。
2.這樣的拼接方式是否過于理想，對(duì)工藝及安裝是否要求太高。
3.2條45寬導(dǎo)軌，4個(gè)滑塊，2條M3齒條，承載500kg的重物能否平穩(wěn)運(yùn)行。
3.由于結(jié)構(gòu)限制，齒條齒面朝上安裝，與普遍安裝方式不一樣，不知運(yùn)行是否有問題，是否會(huì)跳齒。
目前暫時(shí)能想到的就這些疑惑，后續(xù)可能需要再補(bǔ)充，問題可能有些籠統(tǒng)，但請(qǐng)各位大俠手下留情。
萬分感謝。
作者: oldpipe 時(shí)間: 2021-1-4 23:27
你的擔(dān)心都是必要的。但你只說了靜載荷，除此之外還會(huì)有動(dòng)載荷，還有機(jī)械臂動(dòng)作形成的載荷轉(zhuǎn)移。至于精度能不能保證，除了直接參與加工制造和質(zhì)量管理的，就只有天知道了。我見過牛X哄哄的“設(shè)計(jì)師”，面對(duì)同樣的質(zhì)疑一臉不屑，裝配后一輪動(dòng)作下來，齒條上用手就能摸出鐵屑。導(dǎo)軌工作面目視都能看出擦痕。話說回頭，這種結(jié)構(gòu)也不是“土發(fā)明”，（叫山寨也不妥當(dāng)），原本不該這么菜的。說一千，道一萬，你的問題很明確：能保證嗎？問題的另一面是：搞加工的不能保證質(zhì)量，難不成質(zhì)量都是在圖紙上畫出來的？
作者: 蛋蛋超人 時(shí)間: 2021-1-5 00:07
我覺得精度只注意導(dǎo)軌安裝面還不夠，焊接后加工上表面沒問題，下表面怎么保證呢？塞墊片也得有個(gè)度吧
作者: zhufeng_hgp 時(shí)間: 2021-1-5 08:08
感覺這結(jié)構(gòu)有點(diǎn)非主流，我們之前20幾米的天軌和地軌都不是這樣的。速度3m/s太快了，能達(dá)到1.5m/s就不錯(cuò)了
作者: 滌生81428 時(shí)間: 2021-1-5 08:30
這種低軌設(shè)計(jì)目前大部分都是采用方鋼焊接而成，強(qiáng)度建議樓主用solidworks進(jìn)行靜態(tài)力學(xué)分析；拼接方式?jīng)]有問題，但是對(duì)安裝安裝要求比較高，需要另外做水平和直線度的校準(zhǔn)工裝，注意兩邊的導(dǎo)軌連接處要遠(yuǎn)離你方剛的拼接處，而且導(dǎo)軌拼接端口要錯(cuò)開；齒條向上安裝會(huì)容易進(jìn)雜質(zhì)加速齒輪齒條磨損，沒有人這樣做，不好防塵。樓主采用的方法速度想要達(dá)到3m/s，要進(jìn)行電機(jī)選型校核以及滑軌壽命校核，印象中速度只能達(dá)到1.5m/s。
作者: kayex 時(shí)間: 2021-1-5 08:51
設(shè)計(jì)速度有點(diǎn)快了，去年我搞了個(gè)1m/s的感覺走起來不是很爽的感覺，還有就是分段螺栓拼接感覺有點(diǎn)不太好
作者: 勁柳MARTIN 時(shí)間: 2021-1-5 10:52
1、你還沒說加速度；
2、相對(duì)于500kg的載荷和高速度，感覺結(jié)構(gòu)整體剛度偏弱。
作者: 丹楓911 時(shí)間: 2021-1-5 11:29
1.你這個(gè)拼接方式這樣不太好，不要在端面拼接，在側(cè)面拼接比較好，焊接厚的定位塊，拼接調(diào)整好需要加定位銷,另外拼接時(shí)導(dǎo)軌也要拼接
吧，記得導(dǎo)軌的拼接位置不要恰好放在方鋼拼接位置，錯(cuò)開的話效果比較好
2.齒條支撐，你這樣齒條懸空的太多，既然上大床子，做成整體的，一刀干下來。
3.定位精度不清楚，速度3m/s挺快的，如果定位精度高，也不好控制，不知道你的加減速能給多少，畢竟負(fù)載很大了。
4.具體的電機(jī)布置方式和支撐布置方式不清楚，其余的也不好說。
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 11:34
感謝大俠傾囊相助，這個(gè)動(dòng)載荷得考慮確實(shí)是遺漏欠缺的，能力有限也沒辦法去計(jì)算機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)形成的載荷轉(zhuǎn)移，只能寄托于加大安全系數(shù)。雖然計(jì)算滑塊壽命是按動(dòng)載荷計(jì)算的，但應(yīng)該是兩碼事吧，這塊還需在校核校核。我們對(duì)產(chǎn)品的精度要求并不高，能正常運(yùn)行就好了，當(dāng)然也不能差得太多�！霸静粦�(yīng)該這么菜”，這有點(diǎn)讓我摸不著頭腦，結(jié)構(gòu)上確實(shí)抄得四不像。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能盡量減少加工的難度也是好的（雖然實(shí)際上恰恰相反），這樣也便于保證精度。
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 11:36
謝謝大俠，這確實(shí)應(yīng)該注意的，現(xiàn)在是采用腳杯去調(diào)節(jié)高度，不知大俠有什么好的建議，謝謝。
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 11:39
謝謝大俠，這是有點(diǎn)照葫蘆畫瓢，還畫的四不像的意思，也是這方面經(jīng)驗(yàn)欠缺，不知大俠是否有現(xiàn)在的主流結(jié)構(gòu)可以借鑒借鑒。我們并非工業(yè)所用，所以對(duì)精度要求不高，反倒速度要求高些，希望能達(dá)到一個(gè)更高運(yùn)行速度，不知速度這塊有沒有什么好方法，謝謝。
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 11:51
謝謝大俠，靜力學(xué)分析這方面已經(jīng)觸及知識(shí)盲區(qū)了，不過倒是可以嘗試一下，雖然可能結(jié)果不一定有參考價(jià)值。由于頻繁拆卸安裝確實(shí)需要工裝這類方法去保證它的安裝精度。機(jī)架拼接處與導(dǎo)軌拼接處是錯(cuò)開的，但兩導(dǎo)軌拼接處就沒有錯(cuò)開了，不知道這樣的影響有多大，還是麻煩您再解惑一下。結(jié)構(gòu)受限齒條必須齒面朝上，這個(gè)防塵工作是要花點(diǎn)心思了。電機(jī)及齒輪是按照期望速度做的計(jì)算選型，理論上是符合的，由于工作不頻繁，導(dǎo)軌壽命也是進(jìn)行了簡單計(jì)算。謝謝
作者: 滌生81428 時(shí)間: 2021-1-5 11:56
兩條導(dǎo)軌拼接的地方如果出現(xiàn)在同一處，時(shí)間久了，在高速運(yùn)行的時(shí)候會(huì)有異響，這是拼接處的共振產(chǎn)生的，所以要錯(cuò)開共振拼接點(diǎn)。
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 12:10
謝謝大俠，大俠后來改用多大的速度運(yùn)行，不知有什么好的分段拼接方法推薦。
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 12:13
謝謝大俠，加速度暫時(shí)定在1m/s。結(jié)構(gòu)剛度不知大俠有沒有什么好的方法去評(píng)判和加強(qiáng)的，謝謝。
作者: 水水5 時(shí)間: 2021-1-5 12:44
速度是個(gè)問題，只談速度是不行的？為什么要這么高的速度？是否是想獲得很小的定位時(shí)間？需要知道你的最終目的。
地軌肯定有一個(gè)加減速的過程。受力和加速度有關(guān)，和速度關(guān)系不大。理論上講，只要力足夠大，可以獲得任意大的速度。自由落體一年還能達(dá)到光速呢，是不是？所以要綜合分析。速度要大，摩擦力就要足夠小。否則功率消耗大。
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 13:13
感謝大俠用心解惑
1.側(cè)面拼接和定位的方法，我找找看有沒有相關(guān)的圖紙參考參考，如果大俠能提供相關(guān)資料那是萬分感謝，機(jī)架拼接處與導(dǎo)軌拼接處是錯(cuò)開的，但兩導(dǎo)軌拼接處確實(shí)在同一面上，這個(gè)要好好琢磨琢磨。
2.齒條支撐這方面，因?yàn)榭紤]到是采用螺栓螺母的方式固定，如果加方鋼固定那安裝會(huì)不太方便，如果只是加平板，也不好加工，可能后期會(huì)考慮橫梁伸塊墊板加強(qiáng)支撐。
3.定位精度要求不高，加速度這邊具體沒根據(jù)電機(jī)性能計(jì)算，暫定是1m/s的加速度。
4.電機(jī)布置和齒輪位置，也是讓人頭疼，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案也不太好意思放上去，太兒戲了，免得大家哄堂大笑。謝謝。
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 13:15
好的謝謝，我們想辦法解決這個(gè)問題，不知兩導(dǎo)軌的的相對(duì)滑塊不共線是否可行。
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 13:28
本帖最后由 腸粉加辣椒 于 2021-1-5 13:30 編輯
謝謝大俠，批評(píng)是對(duì)的，不能單從結(jié)果做問題導(dǎo)向，要深究背后的邏輯。關(guān)于速度以及定位時(shí)間也是基于用戶的需求角度去決定的。這邊也是疏漏了加速度這點(diǎn)，功率計(jì)算時(shí)有考慮到了這個(gè)力的問題，功率上是足夠的，反倒是整個(gè)結(jié)構(gòu)中缺乏對(duì)這個(gè)力的一個(gè)受力分析，這個(gè)要好好琢磨。
作者: 滌生81428 時(shí)間: 2021-1-5 13:39
可以的，保證只有一個(gè)滑塊過拼接就好了
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 13:54
不過現(xiàn)在好像也做不到不共線了，上面的滑塊的位置已經(jīng)定了。導(dǎo)軌拼接處要錯(cuò)開那么這個(gè)孔位要重新劃分，雖然當(dāng)初有考慮過這個(gè)問題，但覺得影響不大就沒錯(cuò)開，同時(shí)也考慮到軌道的互換性。
作者: 餮殤 時(shí)間: 2021-1-5 14:00
感覺在加長軌道的時(shí)候，現(xiàn)在這樣端面連接，導(dǎo)軌安裝面的精度也不好控制吧
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 14:04
emm，謝謝大俠 ，不知大俠有沒有什么好的建議和方法呢，謝謝。
作者: 水水5 時(shí)間: 2021-1-5 15:04
是否可以不用直線導(dǎo)軌和滑塊，用輪子？這樣就對(duì)拼接接頭要求低一點(diǎn)。精度嘛，我覺得控制好了也沒問題的。也有許多滾輪性質(zhì)的導(dǎo)軌。
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 15:10
用輪子的話就需要增加一些限位裝置，擔(dān)心會(huì)傾覆，導(dǎo)軌和滑塊就可能結(jié)構(gòu)簡單些，但對(duì)精度要求高，參考現(xiàn)有的地軌結(jié)構(gòu)還是許多用到導(dǎo)軌滑塊的，比較少用輪子的組合。
作者: 遠(yuǎn)祥 時(shí)間: 2021-1-5 15:24
地軌的拼接需要注意對(duì)接的地方，否則接起來有高低差
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 15:35
本帖最后由 腸粉加辣椒 于 2021-1-5 15:36 編輯
謝謝大俠，有設(shè)置了兩個(gè)鍵槽來確定他的相對(duì)位置，不知是否可行。連接處底下沒有墊塊，就靠兩個(gè)腳杯調(diào)節(jié)高度，不知是否距離太遠(yuǎn)。
作者: 青島晨芯 時(shí)間: 2021-1-5 16:12
我是賣導(dǎo)軌的，你這個(gè)速度明確的高速你實(shí)現(xiàn)不了
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 16:58
謝謝大俠 不知是否可以解釋一下為啥實(shí)現(xiàn)不了么，像這種結(jié)構(gòu)的極限速度一般是可以達(dá)到多少的呢？謝謝。
作者: 冷月梧桐 時(shí)間: 2021-1-5 22:04
齒條在上，一掉東西可能就卡死了
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-5 23:03
嘶~ 確實(shí)確實(shí) 這個(gè)沒法改啊 
作者: 未來第一站 時(shí)間: 2021-1-5 23:17
我認(rèn)為問題不大，控制好變形，關(guān)鍵是你線軌長了怎么對(duì)接的。
作者: 沒技術(shù)的技術(shù)員 時(shí)間: 2021-1-6 08:22
精度要求不高可以用輪子，擔(dān)心傾覆可以參考過山車用輪子上下對(duì)置的方法。齒條朝上放肯定不合適，有異物很危險(xiǎn)。不知道精度要多少，實(shí)在不行可以考慮下鏈條，同步帶，鋼絲繩能不能代替齒條
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-6 11:52
謝謝大俠，不太理解大俠的問題，中間段設(shè)計(jì)成一樣的，可以任意拼接，機(jī)架和線軌結(jié)合處相錯(cuò)開。
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-6 12:01
謝謝大俠，昨天查了一下前面提到輪子的那位大俠說的滾輪齒條導(dǎo)軌，通過多個(gè)限位輪子是可以實(shí)現(xiàn)齒條線軌的作用，現(xiàn)在也在思考如何改結(jié)構(gòu)。
齒條這個(gè)問題是有點(diǎn)難解決。精度要求沒有工業(yè)用的這么高，但是因?yàn)楹罄m(xù)隨應(yīng)用場景會(huì)有所加長或減短，鏈條同步帶這些封閉傳動(dòng)的就不考慮了，鋼絲繩這個(gè)不太了解，但我想會(huì)不會(huì)有同樣的問題。
作者: 琥珀0325 時(shí)間: 2021-1-6 20:35
本帖最后由 琥珀0325 于 2021-1-6 20:36 編輯
長導(dǎo)軌有齒條在上面的嗎？
負(fù)載500kg，速度3m/s，無論縱梁還是橫梁型鋼都不夠！
3m/s不可能，算算伺服電機(jī)得多大才能運(yùn)行！1m/s運(yùn)行這結(jié)構(gòu)都不行！
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-6 21:05
謝謝大俠，淘寶上有v型滾輪齒條導(dǎo)軌，滾輪和齒條在一起的。
現(xiàn)在也確實(shí)是考慮機(jī)架的剛度和強(qiáng)度問題，滑塊的間距為800*950，嘗試?yán)糜邢拊姆椒ㄈシ治鰴C(jī)架的剛度，不過結(jié)果不一定有參考意義，畢竟有限元不是隨便搞搞就行的。
目前選用2個(gè)2kw的電機(jī)，力大飛磚，反倒是可能機(jī)架受不了。
齒輪齒條也要重新計(jì)算一下，目前按輸入扭矩去校核齒輪強(qiáng)度，沒有考慮加減速對(duì)齒輪齒條的強(qiáng)度影響，不知道單從電機(jī)的輸出扭矩計(jì)算齒輪強(qiáng)度是否可行。謝謝。
作者: 水水5 時(shí)間: 2021-1-12 08:12
總之你這個(gè)方案有很大的風(fēng)險(xiǎn)，祝樓主好運(yùn)
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-12 10:56
大俠 求點(diǎn)撥
作者: 煙草 時(shí)間: 2021-1-13 18:56
速度達(dá)不到的，你電機(jī)要多大啊，負(fù)載500kg，想快，腳杯要換成地腳螺絲，你需要給定位所需時(shí)間，這樣確定加速度層能算出角加速度，這樣才知道扭矩大小，減速機(jī)大小
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-1-14 12:18
謝謝大俠，粗算了一下用兩個(gè)2kw、7.7nm的電機(jī)，加速度是1m/s，所需扭矩是75nm左右，綜合減速比是6點(diǎn)多，慣量比在17點(diǎn)多，不知道這個(gè)數(shù)據(jù)能不能滿足，或者說我有什么地方是算錯(cuò)的了，謝謝指導(dǎo)。
作者: zhudg 時(shí)間: 2021-4-25 11:06
樓主，你好，不知道你這方案現(xiàn)在做的怎樣了，成本大概多少錢一米？我后面想?yún)⒄找幌�，因�(yàn)槲覀冊(cè)谧鲱愃菩碌姆桨浮?hr noshade size="2" width="100%" color="#808080">
作者: 腸粉加辣椒 時(shí)間: 2021-5-4 11:42
還沒做 項(xiàng)目方案還沒完全定下來，不知你們的做的是怎樣的。
作者: bje892 時(shí)間: 2021-5-12 16:42
齒條上容易掉東西
作者: 彈力型創(chuàng)可貼 時(shí)間: 2021-6-4 08:27
方鋼改槽鋼
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