驱动调试第31期-如何用Sizer软件做四轴机械臂选型计算

在前期做方案设计时，很多时候需要根据机械给出的数据进行电机的选型以及驱动器的选型，那么在选型时，就会涉及到使用选型软件，Sizer作为一款常用的选型软件，但能够熟练使用这款软件的人并不多，从本期开始，计划和大家分享几期关于该软件如何进行选型。

1.1软件版本

本文中的所有演示，基于版本：

1.2背景

本文通过典型的选型设计case，一步一步地向用户演示如何使用SIZER提供的“机械系统”功能的使用，帮助用户高效完成工程计算。

本文不再对SIZER的基本使用做介绍，如果用户不了解SIZER的基本使用，请先阅读另一篇Getting-started：《A0399SINAMICSMICROMASTER选型配置软件Sizer使用入门》。

本文中的case纯属虚构，如有雷同，纯属巧合；case中的最终选型仅仅意在体现“SIZER”的“机械系统”可以对工程、工艺做自动计算的功能，计算结果仅作为重要的选型依据，但很可能并不是真实case的最终选型，特此说明，下文不再重复说明。

注：“SIZER”做计算时，其数学模型难免与真实情况有差异，亦或者“SIZER”的模型正确，但使用者无法提供全面、准备的原始数据；而且真实的case中，可能需要考虑更多的其它因素，如紧急制动、各种未知的阻力、摩擦力，以及客户工程师人为的对该设备或与该设备相关联的设备的选型做大幅度放大等等因素。

Step1：客户要求中已说明X轴是齿轮齿条传动，在“机械系统”中创建一个新的机械系统，名叫“X-Axis”：

附齿条齿轮传动机械系统的背景：

Step2：在“驱动系统”中创建一个新的驱动系统，驱动类型：多轴/ALM，电机：1FT/1FK，负载类型：机械系统

Step3：对必要的机械系统数据进行配置：如质量、齿轮比、摩擦力、机械转换效率等

机架质量：120+50+80+40=290kg

齿条齿轮转动效率：0.9

暂时忽略摩擦损耗，未来选型时考虑适当放大

加速度原始数据未提及，可暂时假定一个数值：4m/s^2，但后续需根据实际情况进行再次核对，否则对后续的最终应用会产生非常大的影响。

软件可自动计算出速度曲线和加速度曲线：

Step4：对电机/减速机等进行配置：

进入后可见，系统已自动计算出了此工况下(无减速机)，电机的转速363.78rpm，电机的转矩45.11Nm，折算到电机轴的负载侧转动惯量0.35525kgm^2：

经分析可知，此工况的特点是电机运转的转速较低、需要的转矩较高、负载转动惯量较大，如配置合适的减速机，则可很好地提高电机利用率、降低转矩需求、大幅度较低负载转动惯量，如下图所示：

Step5：选择功率模块

Step6：选择出线侧组件

Y轴计算与X轴类似，此处略……

机架质量：80+40=120kg

Z轴为垂直轴

B轴是旋转台传动，在“机械系统”中创建一个新的机械系统，名叫“B-Axis”：

附齿旋转单元、旋转工作台机械系统的背景：

下一步：

机架重质量：40kg

估算转动惯量：J=1.8kgm^2

行程(假定)：270deg

运行时间(假定)：t=4s

本文仅以四轴机械手的选型为例，向大家介绍如何在Sizer中完成整个选型验证过程，其中涉及到系统模型选择、机械参数输入、机械曲线生成、电机类型选择、驱动器类型选择、驱动系统组件选择、不同驱动方式模型的选择等等，希望通过选型的分享，可以让大家了解在不同的机械模型和不同的应用场景中用Sizer软件如何进行系统选型计算。