伺服电机-桁架机械手的心脏

随着工业的快速发展，科技的不断进步，多数加工制造企业为达到更高产能、降低劳动成本、提高产品质量，企业内部的加工设备在不断更新换代或被升级改造，越来越多的自动化生产线、桁架机械手和工业机器人等智能加工辅助设备被应用其中，代替以往的人力劳动，从而降低了劳动强度，大幅提高了生产效率。

桁架机械手具有可拼接、行程长、速度快、负载大、易维修等优点，桁架末端挂装针对指定工件的专用机械手，在预先编辑好的PLC控制程序下，可实现高效的快速搬运工作，桁架总控系统与加工设备实现信息通信，可以高效率地自动化加工生产。

在自动化加工大型工件或重工件时，如发动机机体、前桥大型汽车等零部件，相对人工转运方式相比，在生产效率、安全、劳动强度等方面体现出明显效果。而在整体的桁架设计过程中，为达到较高的运动速度，定位精度和启停稳定的性能，合理设计驱动装置和伺服电机的选取是尤为重要的。

1、结构模型

桁架常用的驱动结构如图所示，侧挂平行直线导轨，伺服电机搭配减速机驱动，齿轮齿条传动形式。

2、运动参数分析

运动计算过程中通常按匀加速阶段、匀速阶段和匀减速阶段进行计算。根据运动要求，可以计算出各阶段的运动距离和时间。

3、齿轮扭矩分析

桁架机械手这种快速长行程的运动机构通常选用齿轮齿条传动，直线导轨导向的结构。

4、系统扭矩分析

齿轮处加速扭矩值过大，已明显超出常用伺服电机扭矩，故需选用减速机，增大输出扭矩，满足驱动齿轮处所需的最大扭矩。过大选取减速机的减速比参数将导致要求电机转速过高。

5、惯量比计算

系统结构的惯量主要有齿轮惯量、负载惯量、减速机自身惯量和电机自身惯量。

桁架机械手伺服电机选型过程往往通过多次选型计算，同时结合各伺服电机的工作参数及性能曲线图，相对比较选出。结合实际工作情况，可适当调整运动参数指标，也许会选出相对较小规格的电机；也可以在电机规格不变的情况下，适当调整运动参数，尽量合理使用电机的全部驱动能力，使运动系统发挥出更高的工作性能。