基于视觉检测的直角坐标机器人设计+CAD图纸(11)
（4）加/减速运行方式
加/减速运行方式是指电机首先以一个较低的速度启动，经过一个加速过程后达到正常的驱动脉冲速度，运行一段时间之后再经过一个减速过程后电机停止的运行方式。其定位时间包括加速时间、减速时间和以驱动脉冲速度运行的时间。
加/减速时间需要根据传送距离、速度和定位时间来计算。在加/减速运行方式中，因为速度变化较小，所以需要的力矩要比自启动方式下的力矩小。加/减速运行方式下的驱动脉冲速度计算方法如下：
驱动脉冲速度[Hz]= 必要脉冲数－启动脉冲数[Hz]×加/减速时间[秒]
定位时间[秒]－加/减速时间[秒]
图3.13 加减速时的驱动脉冲速度模式图
必要脉冲数和驱动脉冲数速度计算：
１）所需要的必要脉冲数为：
必要脉冲数＝ 1５00
90 × 360°
1.８°
＝3333.3 [脉冲]
２）采用加/减速运行模式，则驱动脉冲速度为：
如果加/减速时间设置为定位时间的25%，启动脉冲速度为500[Hz]，则计算方法如下：
驱动脉冲速度[Hz]＝ 3333.3[脉冲]－500[Hz]×0.25[秒]
1[秒]－0.25[秒]＝4.3 [kHz]
（5）电机力矩的计算：
1）负载力矩的计算（TL）：
负载力矩是指传送装置上与负载接触部分所受到的摩擦力矩。步进电机驱动过程中始终需要此力矩。负载力矩根据传动装置和物体的重量的不同而不同。根据本设计原理，负载力矩可以根据下面的图表和公式来计算。
传送带/齿轮齿条传动：
图3.14 同步带/齿轮齿条传动示意图
※ 负载力矩的计算公式：
…………………(3-9) F ＝ FA + m ( sinα + μcosα) [Kg]
………………(3-10)
※ 负载力矩的估算公式： 2 [kgf•cm] （垂直方向）
………………(3-12)根据本设计，传送带驱动水平负载，效率为90%，驱动轮直径60毫米，负载重量是5千克，则负载力矩的计算方法.(3-14)
＝16.7 [kgf•cm]
2）加/减速力矩的计算 （Ta）
加/减速力矩是用来加速或减速与电机相连的传动装置。根据加/减速时间和传动装置负载惯性惯量的不同，这个力矩会有很大的变化。加/减速力矩可以按下式计算：
※ 加/减速运行方式
加/减速力矩[kgf•cm]
＝ 转子惯性惯量[kgm2]+负载惯性惯量[kgm2]
重力加速度[cm/sec2] × π×步进角
180 o
× 运行脉冲速度[Hz]－启动脉冲速度[Hz]
加/减速时间[sec] 1.2 [kgf•cm]
3）电机力矩的计算
水平导轨电机必要的力矩＝（负载力矩+加/减速力矩）×安全系数
……………(3-16) 20[kgf•cm]
垂直导轨电机必要的力矩＝水平导轨电机力矩 2＝40[kgf•cm]
根据上述计算，最后选择57BYG250B型步进电机作为驱动电机。
3.6 联轴器
3.6.1 套筒式滑块联轴器
套筒联轴器是利用公用套筒，并通过键、花键或锥销等刚性联接件，以实现两轴的联接。套筒联轴器的结构简单，制造方便，成本较低，径向尺寸小，但装拆不方便，需使轴作轴向移动。短适用于低速、轻载、无冲击载荷，工作平衡和上尺寸轴的联接。最大工作转速一般不超过为250r/min。套筒联轴器不具备轴向、径向和角向补偿性能。