[关键词]：双X轴 单Z轴 导引头
[摘要]：采用双X轴，单Z轴的两维立式龙门结构。负载为“导引头”固定在Z轴滑块上面。Z轴由一台伺服电机作为驱动
技术要求：
1 负载7KG
2 X-Z立式龙门结构 X轴行程4000mm Z轴行程3000mm
3 最大速度2m/s 最大加速度12m/s2
4 重复定位精度为±1mm
解决方案：
以上为结构示意图，采用双X轴，单Z轴的两维立式龙门结构。负载为“导引头”固定在Z轴滑块上面。Z轴由一台伺服电机作为驱动；双X采用传动杆实现两轴的同步，采用一台伺服电机驱动。整套设备共两套伺服系统。中间部位需要特殊加固。
系统配置：
1 上位控制系统：采用英国TRIO专业运动控制器，选用型号为 MC206X 可实现控制两套伺服系统，同时接受反馈系统反馈信号。
2 驱动部分：选用日本安川伺服电机，两套伺服系统，所选型号为：
X轴 SGMGH-55ACA61+SGDM-55ADA
Z轴 SGMGH-20ACA6C+SGDM-20ADA
3 传动系统：采用MOTEC精密行星减速机，型号为：
X轴为APS110-3 ，减速比为 3
Z轴为APS180-3，减速比为 3
4 执行机构：选用德国AWD-Robot直角坐标机器人，
导轨型号为：X轴DTL090-300-4000-1
导轨端面尺寸是90*70mm 滑块长度为300mm 行程为4000mm ;
Z轴 DTL090-300-3000-1
导轨端面尺寸是90*70mm 滑块长度为300mm 行程为3000mm .
5、安全防护装置
该机具有故障提示及报警功能，并且每次出现故障时都能准确的反映出故障具体位置，便于迅速排除故障，主要包括：机器人碰撞保护功能；工件安装到位检测；光幕安全保护。
以下为计算过程：
根据要求：
最大速度是v =2m/s 此前以选齿形带可知D=63.6mm，
运动速度： v = n?D? 3.14/（60?1000） ；单位：m/s（米/秒）
n为驱动轴输入转速（单位：转/分），D同步带轮直径（单位：mm），
由此可得 v =600 r/min
在Z轴方向上
垂直向上运动所需推力：F = M?a + M?9.8?μ + M?9.8
驱动扭矩： Ma = (F?R)×Si/(1000) + Mleer = (F?C)×Si/（2000*3.14） + Mleer 单位：Nm（牛顿米）
Mleer—空载扭矩；单位：Nm（牛顿米）
n —驱动电机转速；单位：rpm(转每分钟)
F—推力，指齿形带的牵引力；单位：牛顿(N)
R—驱动轴半径；单位：毫米（mm）
Si—保险系数，最小值为1.8 ，既所提供的扭矩为所需扭矩的1.8倍
M—负载质量：单位：为公斤（KG）
C—驱动轴周长，单位：毫米（mm）
μ—磨擦系数，通常为0.05
垂直向上运动所需推力：F = M?a + M?9.8?μ + M?9.8
=25*12+25*10*0.05+25*10
=562.5N
Si—保险系数选用2，此处滑块质量14.8KG
驱动扭矩： Ma =35Nm
通过1:3减速机输出为11.6 Nm
根据上述计算可选 安川1.8kw电机：SGMGH-20ACA6C+SGDM-20ADA
减速机MOTEC系列 APS110-3
在X方向上
速度同样为
v =600 r/min，
水平运动所需推力： F = M?a + M?9.8?μ
此处查看资料的总重量为110kg
可得
F = M?a + M?9.8?μ=1375N
驱动扭矩： Ma = (F?R)×Si/(1000) + Mleer = (F?C)×Si/（2000*3.14） + Mleer
=87.5 Nm
通过1:3减速机输出为29.15Nm
根据上述计算可选 安川5.5kw电机：SGMGH-55ACA61+SGDM-55ADA
减速机MOTEC系列 APS180-3