Salve a tutti,

stò lavorando al progetto di un robot per pallettizare (più nello specifico mi devo occupare dell'end-effector) e in questo momento stò cercando di dimensionare l'albero che sorreggerà il peso del mio carico.

L'albero deve avere una lunghezza fissata di circa 30cm. E' allineato verticalmente alla struttura grazie a due cuscinetti. In alto è collegato ad un motore passo passo tramite un giunto elastico (comunque in maniera diretta). In basso è collegato alla struttura che sorregge le pinze per afferrare il carico quindi si può dire che l'albero deve sorreggere un carico complessivo (in esercizio) pari a circa 300Kg.

Deve poter compiere una rotazione di 180° in un secondo e per farlo deve vincere la resistenza d'attrito e le forze d'inerzia dovute al carico appeso.
Difficile dire con che frequenza debba lavorare, comunque minimo dovrebbe potere garantire una rotazione di 360° ogni 5-6 secondi.

La coppia massima che il motore mi può dare è 5 [N*m]. E l'inerzia del rotore è 0.0003911 [Kg * m^2].

Materiale e diametro dell'albero sono da definire.

L'approccio che avevo in mente consiste nel fare un'analisi statica della torsione per calcolare il diametro (magari con un coeff. di sicurezza molto alto) e poi procedere al controllo a fatica prendendo in cosiderazione le forze d'inerzia, ecc...

Sono ancora in alto mare....mi sapete consigliare una strada per procedere?


Grazie,

Thomas

Ciao Thomas, per darti una mano avremo bisogno di qualche altro dato: ad esempio se sei vincolato in qualche modo dai cuscinetti (posizione/dimensione)? Più che l'inerzia del motore, sarebbe importante conoscere l'inerzia di tutto il carico che deve sostenere l'albero;

Dacci qualche informazione in più, poi buttiamo giù qualche calcolo!

Grazie mille!!!

Allora diciamo che su un albero di circa 30cm i cuscinetti (assiali entrambi dato che praticamente sono sollecitati solo dal peso del carico) sono posizionati come in figura:




Nel disegno ho cercato di rappresentare schematicamente come sono disposti i vari elementi (anche se in realtà è ancora tutto da definire quindi la posizione potrebbe essere variata in base alle esigenze).

L'albero è più largo in testa per creare una base d'appoggio sul cuscinetto a rulli (praticamente è qui dove viene sorretto tutto il peso). I sistemi per fissare i vari elementi alla struttura esterna (arancione) non li ho rappresentati ma comunque non interferiscono con l'albero. In fondo c'è un tratto filettato e ho anche segnalato la presenza di 4 intagli per altrettante chiavette di fissaggio albero-struttura (l'albero ruotando si deve tirare dietro tutto ciò che è agganciato sotto che per semplicità non ho rappresentato).


Per quanto riguarda l'inerzia c'è da dire che il carico "appeso" all'albero può essere soggetto a accelerazioni inerziali in diverse direzioni essendo mosso da un robot antropomorfo a 6 gradi di libertà....

Termino in giornata i calcoli delle accelerazioni inerziali e poi aggiungo qui i dati con anche un disegno esplicativo!

Sei sicuro della configurazione dei cuscinetti? Perchè non metterne due radiali e uno assiale?

Avevo pensato a quelli assiali perchè reggono bene la sollecitazione di carico verticale e anche qualche leggero carico radiale; ne ho messi solo due perchè avevo paura che con tre ci sarebbero potuti essere problemi di centraggio...

Tu mi consigli anzi uno assiale in alto e due radiali sotto?

Intanto aggiungo uno schema che possa far capire come funziona il robot e i suoi gradi di libertà:

Io avrei messo due cuscinetti radiali, che reggano solo lo sforzo radiale, mente quello assiale dovrebbe avere gioco radialmente, in modo da reggere effettivamente solo lo sforzo assiale;

Comunque aspetta che qualcuno più esperto ci possa consigliare, poi partiamo con i calcoli...!

Eccomi! Calcoli completati!

Allora per prima cosa confermo che la soluzione con 2 cuscinetti radiali di centraggio e uno assiale che sorregge il carico verticale è sicuramente migliore rispetto alla precedente che noi avevamo ipotizzato quindi, al momento, prendiamola per buona.


Nell'immagine che segue ho inserito tutte le informazioni mancanti per iniziare a fare calcoli, se manca qualcosa fatemi spere!

C'è stato un problema durante il calcolo delle accelerazioni e la scelta del motore quindi comunico che i dati numerici riguardanti per l'appunto il motore e le accelerazioni non sono al momento attendibili!

Se qualcuno intanto mi potesse suggerire il giusto approccio al problema gliene sarei molto grato!!

Grazie a tutti,

Thomas

mmhhh...
posso fare una domandina? Perché non usi un tool non motorizzato e sfrutti l'ultimo asse di un robot standard per la rotazione? Così non fai conti, non costruisci custom, compri da catalogo e non hai problemi...
O mi sto perdendo qualcosa?

Ehehe è ovviamente una soluzione ottima ma purtroppo siamo vincolati alle specifiche dateci dal gruppo che ha progettato il robot! Noi ci occupiamo solo dell'end-effector...
Poi questo è un progetto d'esame quindi quello che conta è che la soluzioe sia funzionale

Allora, stiamo rifacendo i calcoli delle accelerazioni!

Intanto non è che qualcuno mi suggerisce l'approccio al problema? Tipo: equazioni da impostare, considerazioni da fare, ecc...


Grazie,

THomas