負載質量慣量較大，如何保證防墜安全穩定性下選取電機和調速？

展翅翱翔with

考慮設計一套升降系統抓取物料，8s內抓取一個包，線速度是2.1到5.4米/s。
鋁型材結構上采用框架結構，分兩級，套在一起，一級框架起到傳送作用，2米長，二級框架連帶著機械手爪工作，2米長，就像一二級火箭似的，一級為了助推，二級是為了干活，一級框架的驅動端采用伺服電機+齒輪傳動，并通過傳動軸轉化為齒輪齒條驅動一級框架上下升降(框架上鋪齒條)，電機安裝在機架的平臺上，并在一級框架基礎上安裝絲杠模組來傳動二級框架。
兩個框架采用鋁型材，分別是40×40和30×30，現在發現兩個框架的質量很大加起來45kg左右，抓取物料40kg，齒輪還做了輕量化處理，根據兩個框架的總慣量，找的是安川電機，其他的伺服電機如松下轉子慣量太小，現在看安川電機11KW比較合適，但是安川電機選型是連帶著減速機一起選型，不要他的配套減速機，而是考慮用蝸輪蝸桿減速機，因為要防止高空墜落 ，那么基于防墜和慣量考慮，我是否應該將減速機的傳動比乘以齒輪的減速比上？
那如果減速比比較大的話，又保證在8s內快速實現抓取物料？如何對電機進行調速？在保證有足夠的安全穩定性條件下，盡可能讓升降速度更快？謝謝！

wswker

展翅翱翔with 發表于 2021-1-13 10:40
請教下關于結構如不用鋁型材的話用什么材料好些？
另外減速比比較大的話比如1:10 1:15 甚至1:20的話，用 ...

一般都是鋼架結構，焊接結構比較穩定有效（質量保證情況下），但是要綜合考慮（拆裝、維護、制作方便）等使用其他螺栓等連接型式，普通結構鋼就可以了，鋁型材使用要注意撓度變形，還有連接處的可靠性，一般用作靜力結構、輕載、外框架等，
如果傳動型式按齒輪齒條，半徑50mm的齒輪（假設），一周大概0.3m，3000r電機（假設/需根據驅動轉矩、慣量等做考慮）直驅線速度約15m/s，根據需要選傳動比就好了，為什么 要增速？
自己最好多查點相關資料，多做幾組計算，多看下別人的設計，這里只能給個參考思路，說不定還不一定準確
有個制造云可以下載模型，種類還挺多的，也有很多免費的模型、資料，可以看下

斯文棒棒

來一個示意圖豈不是更簡單明了？

wswker

討論一下：1.鋁型材做運動結構長期來說感覺不是特別可靠，除非連接處能有效處理：
                2.100kg負載用到11kw電機，而且還有減速比，這個主要問題應該是運動比較快，電機設制動，加減速時間，極限位置設限位和緩沖，感覺問題不大，安全系數設高點，要考慮整體結構穩定性，高速機構如果運動頻繁的話穩定性很重要。
                3.如果是8s，速度不會那么快吧，如果一二級同步動作，應該余量還蠻大的。
                4.蝸輪蝸桿大傳動比才有穩定自鎖，小傳動比不穩定自鎖不可靠。
                5.自己重新梳理計算一下。

展翅翱翔with

wswker 發表于 2021-1-13 08:40
討論一下：1.鋁型材做運動結構長期來說感覺不是特別可靠，除非連接處能有效處理：
                2.100k ...

請教下關于結構如不用鋁型材的話用什么材料好些？
另外減速比比較大的話比如1:10 1:15 甚至1:20的話，用什么方式增大伺服電機的速度？
有什么好建議？謝謝！

遠祥

有沒有考慮用帶剎車的伺服電機來解決防墜落的情況？？還是擔心的話，就增加一個防墜落的氣缸，可以用一個氣缸再增加一個頂緊機構把它給卡住，從而是實現防墜落！

展翅翱翔with

wswker 發表于 2021-1-13 11:10
一般都是鋼架結構，焊接結構比較穩定有效（質量保證情況下），但是要綜合考慮（拆裝、維護、制作方便）等 ...

減速比大，轉矩大了，升降速度就慢了，所以需要增速

wswker

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

減速比太大，小點就行了，大減速比再增速是什么操作，又沒有中間傳動沒意義呀，其他參數夠不夠，算功率啊，你系統要求10kw，電機1kw，再怎么調，總有一個參數無法滿足要求。

曉昀

要不要減速機要看后端的設計轉速范圍，如果電機帶減速機還不能滿足最后執行機構的轉速，那就再增加減速機構。

展翅翱翔with

wswker 發表于 2021-1-13 12:58
減速比太大，小點就行了，大減速比再增速是什么操作，又沒有中間傳動沒意義呀，其他參數夠不夠，算功率 ...

現在處于轉速與傳動比選取的糾結中