一、为什么大家都卡在“行程 + 导程”上？

丝杆模组的其他参数看起来都挺直观：

• 电机功率、多大截面、最大负载多少……
  但真正影响现场体验的，却是这几个组合在一起的参数：

• 行程：能跑多远

• 导程：每转前进多少距离

• 速度：能跑多快

• 推力：能拉/推多重

• 寿命：在这个负载和速度下能稳定工作多久

如果这几个量之间的关系一开始没算清楚，就容易出现：

• 速度够了，但推力不足，电机一直在“硬撑”；

• 推力没问题，但为了速度，导程选太大，精度和刚性变差；

• 行程只按工艺值来算，装上限位和行程开关后发现不够用。

所以，与其看着样本表瞎选型号，不如先把关键概念说清楚。

二、把基础概念讲清楚：行程、导程、速度、推力、寿命

1. 丝杆模组行程 = 工艺行程 + 预留量

丝杆模组行程指滑台可实现的有效运动距离。选型时要考虑：

• 工件实际需要移动的距离

• 两端的安全距离（防止撞击端盖）

• 传感器、行程开关、缓冲件占用的空间

常见做法是：

有效工艺行程 +（两端各 10–20 mm 安全距离）

例如：工艺要求移动 500 mm，通常会选 540–560 mm 左右的模组行程，再结合具体结构微调。

2. 丝杆导程：每转前进多少距离

**导程（Lead）**是丝杆每转一圈，滑台前进的距离。它直接影响：

• 在给定电机转速下的线速度

• 同一电机扭矩下能够输出的推力

• 位置控制时的分辨率与刚性

简化理解：

• 导程 越大：同样转速下，速度越高，但力矩“摊薄”，推力减小，刚性也相对弱一些。

• 导程 越小：速度受限，但推力更大、定位更细、刚性更好。

因此，“丝杆导程如何选择”本质是在速度、推力、精度、寿命之间做平衡。

3. 速度：由导程和电机转速一起决定

线速度可用一个简单公式来估算：

线速度 v ≈ 导程 p × 电机转速 n

比如，导程 10 mm，电机转速 3000 rpm，则理论线速度约为 30 m/min。
实际还要考虑加减速、负载、驱动器限速等因素，通常会留一定余量。

4. 推力：由电机扭矩和导程共同决定

在电机扭矩一定的情况下：

导程越小 → 机械“减速比”越大 → 输出推力越高
导程越大 → 更偏向“高速轻负载”工况

对于垂直轴、压装轴、力要求较高的工位，小导程会更稳；
对于水平搬运、高节拍输送轴，可以适当使用大导程配合较高速度。

5. 寿命：不是“用到坏”，而是“在设计工况下运行多久”

丝杆的参考寿命通常用 L10（在统计意义上 90% 的丝杆能达到的行程）来描述，
厂家样本中会给出不同等效载荷与速度下的寿命曲线。

负载越接近额定值、速度越高、冲击越频繁，寿命就会缩短。
合适的丝杆模组选型应该让：

实际工作载荷 < 额定允许载荷 × 安全系数

三、丝杆模组选型 4 步法

下面给你一套在项目评审会上就能直接使用的思路。

步骤 1：先把工况问清楚

不论是你自己算，还是让威洛博工程师帮忙选型，首先要把这些信息写明白：

• 负载：工件重量 + 夹具 + 工作台 + 其他附件

• 运动方式：往返单轴？多点定位？是否有垂直轴？

• 目标节拍：一次往返需要多久，允许的加减速时间是多少

• 精度和重复定位要求：±0.02 mm 还是 ±0.1 mm 即可

• 工作环境：是否有粉尘、油雾、腐蚀性介质

• 日运行时间：每天运行多少小时，每小时大约多少个循环

这一步越清晰，后面“丝杆导程如何选择”就越有据可依。

步骤 2：确定丝杆模组行程，并预留余量

确定行程时，建议按以下顺序：

1. 标出工艺需要的极限位置（起点、终点、换刀位等）。

2. 为两端增加安全距离，避免误操作时撞击。

3. 考虑传感器安装位置，例如接近开关、光电开关等。

4. 若有缓冲器或机械限位，也要额外预留。

例如：

• 工艺需要 480 mm

• 两端各 15 mm 安全距离

• 传感器及机构占用约 10 mm

则可把丝杆模组行程定在 520 mm 左右，再对应威洛博标准型号表去选具体规格。

步骤 3：以速度和导程为**做初选

假设需求：

• 有效行程 500 mm

• 单次往返节拍 1.2 s（含停留、抓取等）

• 实际运动时间按 0.7 s 估算

简化起见，把加减速影响略去，平均速度约为：

v ≈ 500 mm / 0.7 s ≈ 714 mm/s ≈ 42.8 m/min

若选导程 10 mm，则需要的电机转速为：

n ≈ v / p ≈ 42.8 / 0.01 ≈ 4280 rpm

这时要检查：

• 驱动器和电机在这个转速下是否稳定；

• 丝杆在该转速下是否会接近临界转速，引发振动。

如果转速偏高，可以有两种调整策略：

• 改用更大导程（比如 16 mm），以减少电机转速要求；

• 适当放宽节拍或改用多工位分摊负载。

选型阶段，通常会列出 2~3 组“导程 + 转速”组合，与工程师一起比对。

步骤 4：校核推力和寿命

初步确定导程后，需要再对推力和寿命做一次“体检”：

1. 根据电机额定扭矩和导程，计算理论推力。

2. 与实际负载进行对比，预留安全系数（例如 1.5 倍左右，具体根据工况确定）。

3. 查看厂家样本中的寿命曲线或计算公式，确认在该负载与速度下寿命是否满足项目要求。

对于长期高速往返的自动化产线，宁可在导程和电机上稍微“富裕一点”，也不要把丝杆一直压在高负载区间工作。

四、导程选型中的常见误区

误区 1：只看速度，不看刚性和振动

很多人习惯先问一句：“能跑到多少米每分钟？”
如果一味追求大导程、高转速，长行程轴就容易出现振动和共振现象，实际速度根本不敢开到理论值。

建议：

• 对长行程、高速度工况，优先和厂家确认丝杆临界转速；

• 必要时考虑双支撑、加大直径、降低导程，甚至改用皮带或直线电机结构。

误区 2：所有工位统一导程

为了减少备件，有些项目希望所有轴用同一导程。
这样做维护方便，但代价是某些工位不得不在“并不合适”的导程下工作。

例如：

• 水平搬运轴需要速度，适合导程稍大；

• 垂直升降轴更关注防滑落和推力，适合导程较小。

更稳妥的做法是：在关键轴上优先保证导程合理，其余轴再看是否能统一。

误区 3：忽视竖直轴和冲击负载

垂直轴、压装轴、快速抓取轴等，对推力余量和刹车方式要求更高。
这类工位在做丝杆模组选型时，导程过大容易导致：

• 停机时自重下滑风险增加；

• 扭矩利用率不高，刹车、抱闸压力更大。

通常会选用较小导程，再搭配带抱闸的电机和合适的安全机制。

五、一个简化案例：从条件到选型的完整流程

假设你要为一条 3C 产线选择威洛博丝杆模组，条件如下：

• 水平搬运轴 X：行程 450 mm

• 负载（含夹具）约 8 kg

• 单次移动时间目标 0.6 s

• 重复定位精度需求 ±0.02 mm

• 每天运行 16 小时，约 30 万次循环/月

一个可能的选型思路：

1. 行程：工艺 450 mm + 两端各 15 mm 安全距离 + 开关空间
   → 选 500 mm 左右行程规格的威洛博丝杆模组。

2. 导程初选：

• 平均速度约 v ≈ 450 / 0.6 ≈ 750 mm/s

• 若选导程 10 mm，对应转速约 4500 rpm，略高；

• 改用导程 16 mm，则转速 ≈ 2800 rpm，更接近常见伺服电机的舒适区间。

3. 推力和寿命校核：

• 根据样本中给出的推力–扭矩关系，确认 16 mm 导程在 8 kg 负载下有足够余量；

• 参考寿命曲线，确保在目标速度和日循环次数下仍处于安全工作区。

4. 如对刚性和振动有顾虑，可在威洛博的工程师建议下：

• 适当加粗丝杆直径；

• 优化支撑方式；

• 调整加减速曲线，避免剧烈冲击。

通过这样的流程，“丝杆导程如何选择”不再是拍脑袋，而是基于工况、速度和寿命的一次综合权衡。

六、和威洛博工程师协同，让选型更省时间

实际项目中，你不需要自己把所有公式算到小数点后几位，但**做到：

• 能清晰描述工况、节拍、精度、环境；

• 对丝杆模组行程和导程选择有大致判断；

• 明白速度、推力和寿命之间的取舍逻辑。

在此基础上，把数据整理成一页表格，发给威洛博技术支持，他们就能结合自家丝杆模组产品线，给出更贴近现场的型号建议和参数配置，包括：

• 推荐的模组尺寸与导程组合；

• 伺服电机、电驱和控制方式的搭配思路；

• 关键轴的寿命、临界转速和安全系数分析。

结语与 CTA

总结一下：

1. 丝杆模组选型不要只看“能不能跑”，要同时兼顾行程、导程、速度、推力和寿命。

2. 丝杆模组行程要结合工艺行程、传感器、缓冲件等因素留足余量。

3. “丝杆导程如何选择”本质是速度与推力、精度与寿命之间的平衡，需要结合实际工况一步步推导。

如果你正在做新项目，或者准备把气缸、皮带机构升级为丝杆模组，可以：

• 把当前工况和参数简单整理出来；

• 在评论区写下你的困惑，或直接与威洛博工程团队沟通，拿一份针对你产线的选型建议。

这样，下一次再面对“这根丝杆到底选多大的导程”时，你就不会再犹豫太久了。

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