我正在考虑制造一个SCARA臂,以高精度举起中等负荷(5磅)。我想要一个相对快速且便宜的Z轴龙门,并且我正在考虑使用带有双线性导轨的丝杠。问题是我不确定线速度是否足够快。

鉴于期望的线速度为10英寸/秒和NEMA步进器,选择导螺杆和相关螺母的最佳方法是什么电机驱动吗?

评论

您所说的高精度是什么意思?考虑到扭转应力和下垂应力,您可能需要更加关注轴的支撑方式(它是线性导轨),而不是它的驱动方式(导螺杆)。与导螺杆相比,通过适当的张紧,皮带驱动器可以为您提供更大的灵活性和更少的反向间隙,并且更容易调节Z轴长度。我们曾经使用这种方案,而Z轴是我们机器人上最精确的轴之一(虽然已经不再生产,但有时可以二手,但现在已不再生产)。

定义高精度和廉价...我在带驱动器,线性驱动器和丝杠/滚珠丝杠驱动器的机器上工作,几乎可以想象到任何电动机/编码器的组合... 10英寸/秒绝对是螺丝/步进驱动器。滚珠丝杠比皮带驱动器坚硬几个数量级,但正如Mark指出的那样,您的总精度取决于系统的其他部分。精心设计的系统可以实现每秒10英寸的微米级精度和很高的刚度。

例如youtube.com/watch?v=tW5-fI2ElPc

#1 楼

导螺杆的“速度”是导螺杆的螺距和电机转速的乘积。例如,如果您的螺钉的螺距为每英寸10个螺纹,并以60 r.p.m.的速度旋转。您将获得每秒0.1英寸的前进速度。在600 r.p.m.您将获得每秒1英寸的速度。您将需要6000 r.p.m.来驱动每英寸10个螺纹的导螺杆。(3/4英寸五金店的所有螺纹都具有该螺距)
如果您使用的是较粗的螺纹,要提高平移速度,扭矩要求会上升,并且您需要一个更大的电机。
导螺杆非常适合缓慢而精确的运动-自制3d打印机行业实际上是建立在它们之上的。高速运动是又一锅鱼。正如Mark Booth所指出的那样,皮带如果需要速度,则驱动器会更好。
根据精度,此页面上有一个很好的实践讨论:
http://www.protoparadigm.com/blog/2013/10/accuracy-vs-precision和螺纹杆vs导螺杆在3d打印机中/

#2 楼

机械方面有很多考虑因素,但就螺丝/电机组合而言,您要查看最高速度和扭矩要求。

您的扭矩要求是在以下位置看到的反射负载的函数在加速过程中(包括螺母摩擦之类的东西)来驱动电动机。

我研究了螺杆驱动系统,该系统的速度达到您的速度要求的约3倍,而我看到的速度甚至更高。因此,从负载/速度的角度来看,没有可行性问题。在使用哪种类型的螺钉,成本,精度,是否将电机直接耦合到螺钉等方面存在一些实际问题。当涉及到非常高的负载时,螺钉通常是非常好的线性运动解决方案。 />
您是否有一些特定的NEMA电动机尺寸? “ NEMA”步进电机可提供大范围的扭矩。您需要线性运动的精度如何?您想到了什么样的加速?你的预算是多少?运动范围是什么?