前阵子做了一台桌面型的大视野点胶机，发现了一些问题，于是校核验算了一下，可能对于一些小伙伴遇到类似的工况会有一定的参考意义，先说一下结论，对于大视野点胶的机器（一般是配丝杆的）建议直接上伺服电机，首先不要用步进，也别用闭环步进，真的没有必要。
先看一下这台机器：
它是一个桌面型的龙门结构，X轴左右移动，Y轴藏在下面前后移动，Z轴升降的时候也能旋转（那个紫色的杆就是旋转带升降的），旋转杆下面又带了一下A轴旋转，这是大家常说的五轴系统吧，等离子枪是在A轴上的，产品放在大板上面。
看一下底下Y轴的结构：
有人可能会有疑问了，这个同步轮为什么不是1：1的呢？这个说来话长，这边的情况是有什么轮子用什么轮子，丝杆这个轴是φ12的，减速机的输出轴是φ14的，最后在仓库找到的符合的5M的同步带就是32齿跟40齿了，还有个奇葩的事情，就是我们供应商做过来的轮子都没有任何标识，每次去找轮子我们大概能判断出来它是3M还是5M的轮子，但是具体是多少齿的我还要亲自数一下，虽说是用卡尺测量齿顶圆的直径也能量出来，但是我都会先测一下再数一下，这样保证是对的。
这个机器客户调适的时候速度上不去，走到100mm/s都丢步，我隐约感觉到了不对劲儿，减速机那里肯定有问题，同步轮的问题跟他比起来可以忽略不计了，当时装机的时候用的行星减速机是1：10的速比的，而且主要这个机器用的电机都不是伺服电机，而是闭环电机，那就解释通了为什么速度上不去了。长恒的工程师在客户那里调试一直抱怨说这个速度很低了才100啊，我说您先别急，虽然您的速度只有100mm/s，但是你知道您现在的Y轴这个闭环电机的转速到了多少吗？他说不知道，他只知道自己把闭环电机的细分调到了6400，就是6400脉冲电机旋转一圈，我说咱们可以算一下。
把Y轴上的负载简化一下，
它可以分为两个部分：回字型的我们用这个外形画一个实心铝来算重量，实际肯定小于这个重量的，另一部分是ZR旋转轴的这部分重量，这个是标准的模块可以称重测量的，两部分加起来是不到55kg，保险起见我们算它60kg，这个已经比实际的大很多了。
根据现有的条件我们就可以计算了，已经Y轴的负载为60KG，摩擦系数μ取0.15（导轨摩擦系数没有这么大，我们取大一点），传动效率η取0.7（滚珠丝杆传动效率约95%，轴承约98%，同步带传动效率差不多，我们取的值都非常“保守”了），电机侧同步轮：5M-32齿，丝杆侧：5M-40齿。丝杆是2020轧制丝杆，导程P=20mm。
如果我们要达到100mm/s的速度，则丝杆侧的转速为：
n1=（100*60）/20=300r/min
那么减速机这边的转速为n1*（40/32）=375r/min
因为减速机是1:10的，所以电机的输出转速为375*10=3750r/min，闭环电机就是步进电机加了个编码器，它不是真正意义上的伺服电机，这个转速对于闭环电机而言就是根本没有什么扭矩了。虽然你的实际速度只有100mm/s，但是它已经远超闭环电机的正常工作的转速区间了。
这个第一关转速都有问题了，我们继续看一下扭矩的校核：
水平负载60kg，则G=60*9.8=588N
F=G*μ=588*0.15=88.2N
这个推力换算到丝杆端所需的扭矩为：
T丝杆=F*P/(2π*η)=88.2*20/(2*3.14*0.7)≈401 N·mm
电机转矩T=T丝杆/（40/32）≈320.8 N·mm=0.32N·m
众所周知，闭环电机的额度扭矩大概是1.2~1.5 N·m，远大于目前负载所需的转矩。
所以最后我的建议是如果他只跑300mm/s的速度工作，则可以把这个10速比的减速机换成3速比的，根据上面的计算，换成3速比的减速机则电机的转速为1125r/min，是可行的，或者干脆是把减速机拿掉，直接同步轮连接电机，刚才我们计算过电机轴所需的扭矩才0.32 N·m。这样同步轮的内孔就不对了，需要重新换一个内孔为8的同步轮，可以直接在网上买得到，比换减速机的代价要小，毕竟少一级传动隐患会少很多，传动效率也会变高。
这个项目BUG太多，既然都已经大视野点胶机了，算是比较高端的点胶机了，当初干嘛不直接上伺服电机呢？还差这点钱吗？伺服电机的额定转速到3000毫无压力啊，然后这个减速机不应该用10速比的，扭矩不用减速机就可以达到了。有人可能会说你这里没有计算惯量啊，实际你计算也是没有问题的。再说这个同步轮，真的很让客户无语，设备上这种事实太常见了，比如轮子齿数比是个除不尽的小数，这个对于写程序的人而言很蛋疼，虽说丢几个脉冲关系不大，但是总给人一种不爽的感觉吧。
给小伙伴的启示，在丝杆传动的结构中，尤其是水平安装的结构中，速度是第一位的，扭矩是第二位的，比如这个案例中，尽管有60kg的负载，但是因为是水平安装，它承受的是摩擦力，所以折算到丝杆这里所需的扭矩是很小的，电机完全是可以达到要求的，所以加减速机要慎重，减速比不可以太大。但是如果是同步带模组就恰恰相反了，它的扭矩是放在首位的，速度反而不必优先考虑，比如我们同步带模组的平台机同步轮都是3M-20齿的，转一圈就60mm了，还有更大的轮子比如5M 30齿的，那一圈就是150mm了，所以具体问题具体分析。
回头再看一下这个桌面大视野点胶机：
它的配电板是在顶上的，我们桌面机正常是在下面配电的，但是这个机器下面都是运动机构，没有空间放电器元器件了。
这种机器接线不好接，走坦克链不好走，我们结构设计不喜欢画这种结构太紧凑的图，还不如设计成落地机器，看起来也高大上一点。
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