凸轮曲线应用-(2)梯形

本文介绍第二种常见的 凸轮曲线型式-”梯形“!表示当主轴在等速运转的状态下,从轴的速度呈现梯形的型态,也就是由静止加速,经过一段等速区,再减速停止的过程(如下图所示),常见于 追剪(锯)与 贴标 的应用中!

梯形凸轮曲线的说明图

凸轮曲线 - 梯形

梯形曲线 的组成

图中 速度曲线蓝色)为梯形,由左起分别为 加速区,等速区,减速区,说明如下:

    1. 加速区  速度由零加速到等速的区域,所佔的角度愈大,马达出力愈轻鬆,电流愈小,但会压缩到其他区域的角度.一般会在 马达能力与机台震动 允许的范围内尽量减少 加/减速区,多留空间给 等速区 使用.
    2. 等速区 若要求 主轴与从轴 的运动速度相等,来进行加工(例如 追剪/贴标),因此 等速区 也称为 “同步区“!此区域必须足够长,才能提供 切(锯)断 所需的时间!
    3. 减速区  由等速区减速到零的区域,设置要领 类似 加速区.
    4. S型曲线 图中速度转折处有少许弧线是S型曲线的平滑效果,用来让加速度变化缓和!但只能适量使用,因为在同样的凸轮週期中,愈大的S曲线会使随后的加速度有更高的峰值,即先乐后苦的写照!
    5. 位置曲线红色) 凸轮运转一周的 位移量 H,就是 速度曲线 下方的面积总和.

梯形凸轮曲线 的常见应用

  • 追剪(锯):(影片连结 YouTube优酷)伺服(从轴)带动锯刀平台,由静止追上 产品(主轴),当两者速度相同时进行锯断的动作.由于生产不必停止,故能提升产量!常见于 钢板,铁管,角铁,胶管(牙膏,化妆品)的生产切割中!由于切断后锯刀必须回头,凸轮曲线不必走完,可以衔接点对点命令回到起点!此类应用的机构通常不轻,且速度/精度要求愈来愈高,对伺服性能 与 运动控制 是很好的展现!
  • 贴标:(影片连结 YouTube优酷)主轴是 输送带,用来运送产品,从轴则是伺服带动的标籤纸。由于产品是随机出现,需要靠感测器侦测,当侦测到产品时,凸轮啮合带动标籤纸开始加速,当与产品速度相同时,刚好两者贴合!另一感测器用来侦测标籤结束,令凸轮脱离并停止送标!因此凸轮曲线也不会走完,造曲线时可以造一条最长的曲线,来满足所有的标籤长度。”贴标” 同样也是要求 速度与精度 的应用,除了考验伺服性能,也对  DI 的响应速度 很敏感!

参考:ASDA-Soft 凸轮造表-梯形凸轮曲线应用-(1)直线(3)三角形 凸轮曲线


[注] 连结的影片 仅做为功能说明使用,并非意旨为任何厂商之产品所做成之案例!


 


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