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台达电子凸轮设计解读
枕式药剂包装机结构实际图： 送料轴 送膜轴 色标检测 纵缝箱
5
膜位调节器
横封刀位置调 节器
横封切刀轴 横封加热体
• ASDA-A2 SOLUTION
枕式药剂包装机的工艺原理
枕式药剂包装机效果展示：
包裝膜
送膜轴
切刀轴
送料軸
枕料
6
•
ASDA-A2 SOLUTION
枕式药剂包装机控制结构
枕式药剂包装机控制结构：
•
ASDA-A2 SOLUTION
枕式药剂包装机控制参数设定
全闭环参数设定：
P1-74 光学尺全闭环功能控制开关
参数功能介绍：
全闭环功能开关 OA/OB/OZ输出来源选择 光学尺回授正反相选择 未使用 全闭环功能开关
设定1实现全 闭环功能及龙 门同动功能
OA/OB/OZ输出来源选择
实现BYpass控制
ASDA-A2 SOLUTION
2009/12
1
A2运动控制枕式包装机
枕式包装机是一种卧式三面封口，自动完成制袋、填 充、封口、切断，要实现高速包装，横封刀必须采用伺服 的电子凸轮功能，运用台达A2高性能伺服控制器所内建 的电子凸轮完全可以达到客户的要求。 目前市面的国产全自动枕式包装机采用PLC控制、变 频调速，机械联动 ，运动曲线是由机械的凸轮来实现的， 机械加工、安装复杂，运行噪音大，效率低。 如今市面上所讲的伺服控制全自动枕式包装机也是采 用PLC控制伺服电机运动，其精度也不是非常的稳定，代 价相当的高，由于运算处理时通过PLC来实现务必造成实 时性落差。 台达目前在枕式包装机上解决方案是用内建的运动 控制功能、同步抓取修正功能、BY-PASS功能完全脱离 上位机控制的只需要简单的参数设置就能实现枕包装机的 工艺要求，而且速度快、精度高、一致性好等特点。
【技术资料】台达可编程逻辑控制器plc电子凸轮
【技术资料】台达可编程逻辑控制器plc 电子凸轮基于台达运动控制型PLC电子凸轮功能高速绕线机摘要,介绍台达DVP-20PM00D运动控制器电子凸轮，CAM，功能,阐述高速绕线机工作原理、工艺要求及相关控制程序概要。
关键词,运动控制电子凸轮主轴从轴 CAM Table1 引言本文介绍的全自动无骨架系列空心电磁线圈高速绕线机,可以绕制传动线圈,扬声器线圈,天线线圈以及各种无骨架通用线圈。
设备具有性能可靠,高速高效率,自动化程度高,适合于线圈制造业的批量生产,如图1所示。
图1 空心电磁线圈一般普通绕线机采用内置脉冲功能的小型PLC,通过绕线轴编码器速度输出到PLC内置高速输入点,将绕线轴与排线轴的速比进行简单速度同步,这种方法受 PLC 运算影响,同步精度差,计算量大,CPU处理时间较长,因此会出现绕线不均匀,堆积,塌陷等问题,严重影响绕线成品的质量,举例来说,PLC对绕线轴编码器作高速计数,当到达计数值时利用中断方式控制排线轴电机反向绕制,但受CPU运算处理时间的影响会出现滞后产生误差,在低速的情冴下尚可基本达到绕制要求,但是对于高速绕制多层线圈时就会出现线圈端面不齐整,成品品质下降。
台达DVP-20PM00D是一款专用运动控制型PLC,采用高速双CPU结构形式,利用独立CPU处理运动控制算法,可以很好地实现各种运动轨迹控制、逻辑动作控制,直线/圆弧揑补控制等,在高速绕线机中利用了20PM运动控制器的电子凸轮功能很好的解决了绕线换向出现的绕制不均匀、堆积、不平整等问题,如图2所示。
图2 运动控制器DVP-20PM00D2 高速绕线机2.1 设备结构简介高速绕线机共包含九部分机构,如图3所示。
图3 高速绕线机，1，机架。
机架由角钢框架及不锈钢台面组成,并设置脚轮便于移动,当设备到位后可将支脚调低作为稳定支撑。
，2，张力机构。
安装于进线部分,作为绕线张力调节,保证线圈绕制时维持张力恒定,张力调节器具有调节旋钮可针对不同需求进行张力调节设定,调整完毕后,张力调节器自动控制绕线张力。
凸轮设计
凸轮设计凸轮机构中，从动件的运动规律与凸轮轮廓曲线存在着对应关系。
要进行凸轮设计，首先需根据工作要求和使用场合，选择从动件运动规律。
从动件远离凸轮回转中心的这一行程称推程，对应的凸轮转角称为运动角；从动件靠近凸轮回转中心的这一行程称回程，对应的凸轮转角称为回程运动角；对应于从动件在离凸轮回转中心最远处停止不动时间凸轮的转角称为远休止角；对应于从动件在离凸轮回转中心最近处停止不动时间凸轮的转角称为近休止角；从动件的最大行程称为升程h。
常用的从动件运动规律包括：等速运动规律：该运动规律的速度曲线不连续，从动件在运动起始和终止位置速度有突变，理论上加速度在此时变为无穷大，从动件产生无穷大的惯性力。
实际上由于材料具有弹性，加速度和惯性力都不会无穷大，但仍会使机构产生刚性冲击。
等加速等减速运动规律：其速度曲线连续，加速度在起始、中间、终止位置有突变，引起惯性力的突然变化，导致柔性冲击。
简谐运动规律：速度曲线连续，加速度在起始、终止位置有突变，引起柔性冲击。
摆线运动规律：速度加速度均连续变化，无冲击。
3－4－5次多项式运动规律：速度加速度均连续变化，无冲击。
此处，仅给出计算等速运动规律的位移、速度、加速度公式，其他运动规律的计算方法见文献【10】。
推程：(2－1)(2－2)(2－3)回程：(2－4)(2－5)(2－6)式中表示由推程起始点算起凸轮的转角。
在实际工作中，应根据不同的工作情况选择从动件不同的运动规律，为了获得更好的运动和动力特性，还可以把几种常用的运动规律组合起来使用，这种组合称运动曲线的拼接。
本文软件中提供了以上五种运动规律曲线。
2.1.1 凸轮校验2.1.1.1 压力角凸轮廓线决定从动件的运动，设计不好，将使从动件不能准确、有效地实现预期的运动规律。
凸轮检验的指标是压力角和实际廓线的曲率半径[10]。
压力角表示凸轮实际廓线上某点与从动件接触时，在不计摩擦的前提下，凸轮廓线在该点上的法线方向与从动件速度方向所夹的锐角。
凸轮机构及其设计
第三章凸轮机构及其设计§3-1 概述1 凸轮机构的基本组成及应用特点组成：凸轮、从动件、机架运动特征：主动件（凸轮）作匀角速回转，或作匀速直线运动，从动件能实现各种复杂的预期运动规律。
尖底直动从动件盘形凸轮机构、尖底摆动从动件盘形凸轮机构滚子直动从动件盘形凸轮机构、滚子摆动从动件盘形凸轮机构圆柱凸轮机构、移动凸轮机构、平底直动从动件盘形凸轮机构端面圆柱凸轮机构、内燃机配气凸轮机构优点：（1）从动件易于实现各种复杂的预期运动规律。
（2）结构简单、紧凑。
（3）便于设计。
缺点：（1）高副机构，点或线接触，压强大、易磨损，传力小。
（2）加工制造比低副机构困难。
应用：主要用于自动机械、自动控制中（如轻纺、印刷机械）。
2 凸轮机构的分类1．按凸轮形状分：盘型、移动、圆柱2．按从动件运动副元素分：尖底、滚子、平底、球面（P197）3．按从动件运动形式分：直动、摆动4．按从动件与凸轮维持接触的形式分：力封闭、形封闭3 凸轮机构的工作循环与运动学设计参数§3-2凸轮机构基本运动参数设计一．有关名词行程－从动件最大位移h。
推程－S↑的过程。
回程－S↓的过程。
推程运动角－从动件上升h，对应凸轮转过的角度。
远休止角－从动件停留在最远位置，对应凸轮转过的角度。
回程运动角－从动件下降h，对应凸轮转过的角度。
近休止角－从动件停留在低远位置，对应凸轮转过的角度。
一个运动循环凸轮：转过2π，从动件：升→停→降→停基圆－以理论廓线最小向径r0作的圆。
尖底从动件：理论廓线即是实际廓线。
滚子从动件：以理论廓线上任意点为圆心，作一系列滚子圆，其内包络线为实际廓线。
从动件位移线图——从动件位移S与凸轮转角 （或时间t）之间的对应关系曲线。
从动件速度线图——位移对时间的一次导数加速度线图——位移对时间的二次导数 统称从动件运动线图 度量基准（在理论廓线上）1）从动件位移S ：推程、回程均从最低位置度量。
2）凸轮转角δ：从行程开始对应的向径度量（以O 为圆心，O 至行程起始点为半径作弧与导路中心线相交得P 点，∠POX=δ）。
台达电子凸轮器卷绕机
基于台达运动控制PLC电子凸轮的高速绕线机2008-12-15 10:40:00 来源：摘要：介绍台达DVP-20PM00D运动控制器电子凸轮<CAM）功能，阐述高速绕线机工作原理、工艺要求及相关控制程序概要。
关键词：运动控制电子凸轮主轴从轴 CAM Table1 引言本文介绍的全自动无骨架系列空心电磁线圈高速绕线机，可以绕制传动线圈，扬声器线圈，天线线圈以及各种无骨架通用线圈。
设备具有性能可靠，高速高效率，自动化程度高，适合于线圈制造业的批量生产，如图1所示。
图1 空心电磁线圈一般普通绕线机采用内置脉冲功能的小型PLC，通过绕线轴编码器速度输出到PLC内置高速输入点，将绕线轴与排线轴的速比进行简单速度同步，这种方法受PLC运算影响，同步精度差，计算量大，CPU处理时间较长，因此会出现绕线不均匀，堆积，塌陷等问题，严重影响绕线成品的质量，举例来说，PLC对绕线轴编码器作高速计数，当到达计数值时利用中断方式控制排线轴电机反向绕制，但受CPU运算处理时间的影响会出现滞后产生误差，在低速的情况下尚可基本达到绕制要求，但是对于高速绕制多层线圈时就会出现线圈端面不齐整，成品品质下降。
台达DVP-20PM00D是一款专用运动控制型PLC，采用高速双CPU结构形式，利用独立CPU处理运动控制算法，可以很好地实现各种运动轨迹控制、逻辑动作控制，直线/圆弧插补控制等，在高速绕线机中利用了20PM运动控制器的电子凸轮功能很好的解决了绕线换向出现的绕制不均匀、堆积、不平整等问题，如图2所示。
图2 运动控制器DVP-20PM00D2 高速绕线机2.1 设备结构简介高速绕线机共包含九部分机构，如图3所示。
图3 高速绕线机<1）机架。
机架由角钢框架及不锈钢台面组成，并设置脚轮便于移动，当设备到位后可将支脚调低作为稳定支撑。
<2）张力机构。
安装于进线部分，作为绕线张力调节，保证线圈绕制时维持张力恒定，张力调节器具有调节旋钮可针对不同需求进行张力调节设定，调整完毕后，张力调节器自动控制绕线张力。
台达-A2 伺服电子凸轮使用
凸輪脫離後關掉電子凸輪 功能 (P5-88. X = 0)
Low Word UZ YX 0~8 0~2 0~5 0~1
脫離
P5-88.U=2 凸輪行走到達P5-89的
Bit
設定量後脫離且立即停止 (P5- 89)
P5-88.BA < > 0
脫離時呼叫P5-88.BA 所設定的PR
P5-88 .U=4 Bit
/ Opt B /OB /Opt B /OB
P1-74.B = 1
P1-74.B = 1
主動軸信號來源（6）
脈波控制流程圖
光學尺 輔助編碼器
馬達 主編碼器
CN5 CN2
P1-74 .C 光學尺回授
正反相
P5-17 軸位置輔助編碼器
內部電路
P5-18 軸位置脈波命令
P5-16
CN1
軸位置-
馬達
編碼器 0 1 1 2
主動軸： 主動軸訊號來源
P5-88.Y
離合器： 控制凸輪軸開始跟隨 主動軸運動的時機
P5-88.UZ, P5-87, P5-89
主動軸電子齒輪： 命令脈波解析控制
P5-83, P5-84
凸輪軸電子齒輪： 凸輪曲線對輸出訊號 的解析控制
P1-44, P1-45, P5-19
Delta Confidential
訊號強度回復，無衰減。
主動軸信號來源（4）
脈波 By-pass CN1 傳遞
•P1-74.B=2 是設定CN1為脈波by-pass訊號的來源
主動軸 CN1 OA, /OA, OB, /OB
Delta Confidential
凸輪軸 1 凸輪軸 1 凸輪軸 2 凸輪軸 2 凸輪軸 3凸輪軸 3
凸轮设计资料
凸轮设计资料在机电一体化技术高度发达的今天，分度凸轮机构仍占重要地位的原因很多，其中一个重要的因素是此类机构在动态响应速度、抗振性与稳定性等方面所表现出的优势。
在高档数控加工中心机床上，为实现机床的快速转位依然采用凸轮机构(ATC)；同样在自动化机械中的高速间歇分度运动控制中，也仍广泛地采用凸轮式分度机械，这些均是具有说服力的例证。
由此可见包络蜗杆分度凸轮机构［1］的动态性能如何，将决定此类机构动力学系统的品质，关系着此类机构未来的发展，为此须做深入的分析与研究。
从宏观上讲，包络蜗杆分度凸轮机构的动力学系统，是一个大系统，其中包括多个组成环节，如原动机械、变速机械、分度凸轮装置、工作机械。
十分明显，在这四个环节中，分度凸轮装置对大系统的动力学特性起着决定性作用，成为大系统振动、动载、噪声的主要发源地。
因此有必要把研究的中心聚焦在这个环节上，下文所说的动力学系统，即专指分度凸轮装置这一环节。
进一步说，一个动力学系统一般包含四个要素：惯性、弹性、激励、阻尼。
落实到本论文所研究的包络蜗杆分度凸轮机构，其具体含义是：(1) 系统的惯性 主要是指凸轮轴系与分度盘轴系的转动惯性和平动惯性，它们可以用转动惯量及质量来表示。
(2) 系统的弹性 分度凸轮轮齿与分度盘轮齿在啮合状态下的弹性弯曲和弹性接触，可以综合用“啮合刚度”来表示；凸轮轴系、分度盘轴系的弹性弯曲和弹性扭转，可以分别用弯曲刚度和扭转刚度来表示；此外，尚还有轴承的弹性变形等。
(3) 系统的激励 分度凸轮装置系统的激励可分为两大类：一是因分度盘的不均匀回转引起脉动的惯性力激扰，称为惯性激励；二是因各种制造、安装误差、啮合刚度随转角的变化等因素，转化为弹性力的变化，称为弹性激励。
(4) 系统的阻尼 凸轮廓面与分度盘廓面间的摩擦力、轴承的摩擦损失产生的摩擦阻尼；啮合廓面间动压油膜产生的缓冲，以及转动件搅动冷却润滑油产生的流体阻尼等。
上述四个方面成为包络蜗杆分度凸轮装置动力学系统的主要内容，并为其动力学模型的建立提供依据。
《电子凸轮介绍》课件
电子凸轮
易于实现复杂运动轨迹，响应速度快，精度高，可通过软件进行实时调整。但受 限于传感器和电池寿命，可能不适合高负载场景。
适用场景与选择建议
传统凸轮
适用于对传动稳定性和承载能力要求 高的应用场景，如汽车发动机、压缩 机等。
电子凸轮
适用于对运动控制精度和灵活性要求 高的应用场景，如机器人、自动化生 产线等。
03
电子凸轮的关键技术
电机与驱动技术
01
02
03
电机类型
根据应用需求选择合适的 电机类型，如步进电机、 伺服电机等。
驱动方式
采用合适的驱动方式，如 H桥、三相电机驱动等， 以实现电机的平稳运行。
电机控制
通过控制器对电机进行精 确控制，实现电机的启动 、停止、正反转等操作。
位置检测与反馈
位置检测
采用高精度编码器、光电 开关等传感器对电机的位 置进行实时检测。
反馈控制
将检测到的位置信息反馈 给控制器，通过控制器对 电机进行精确控制，实现 高精度定位。
位置校准
对检测到的位置信息进行 校准，消除误差，提高定 位精度。
控制算法与策略
控制算法
自适应控制
采用PID控制、模糊控制等算法对电 机进行精确控制。
新兴产业应用
电子凸轮在新能源、新材料、航空航天等新兴产业中具有广泛的应用前景，这些产业的快速发展将进一步推动电 子凸轮的市场需求。
对行业的影响与价值
1 2 3
提高加工效率和加工质量
电子凸轮能够实现高精度、高效率的运动控制， 有助于提高机械加工行业的整体水平。
促进制造业转型升级
电子凸轮等高精度运动控制技术的应用，将推动 制造业向数字化、智能化、绿色化方向转型升级 。
易于实现复杂运动轨迹，响应速度快，精度高，可通过软件进行实时调整。但受 限于传感器和电池寿命，可能不适合高负载场景。
适用场景与选择建议
传统凸轮
适用于对传动稳定性和承载能力要求 高的应用场景，如汽车发动机、压缩 机等。
电子凸轮
适用于对运动控制精度和灵活性要求 高的应用场景，如机器人、自动化生 产线等。
03
电子凸轮的关键技术
电机与驱动技术
01
02
03
电机类型
根据应用需求选择合适的 电机类型，如步进电机、 伺服电机等。
驱动方式
采用合适的驱动方式，如 H桥、三相电机驱动等， 以实现电机的平稳运行。
电机控制
通过控制器对电机进行精 确控制，实现电机的启动 、停止、正反转等操作。
位置检测与反馈
位置检测
采用高精度编码器、光电 开关等传感器对电机的位 置进行实时检测。
反馈控制
将检测到的位置信息反馈 给控制器，通过控制器对 电机进行精确控制，实现 高精度定位。
位置校准
对检测到的位置信息进行 校准，消除误差，提高定 位精度。
控制算法与策略
控制算法
自适应控制
采用PID控制、模糊控制等算法对电 机进行精确控制。
新兴产业应用
电子凸轮在新能源、新材料、航空航天等新兴产业中具有广泛的应用前景，这些产业的快速发展将进一步推动电 子凸轮的市场需求。
对行业的影响与价值
1 2 3
提高加工效率和加工质量
电子凸轮能够实现高精度、高效率的运动控制， 有助于提高机械加工行业的整体水平。
促进制造业转型升级
电子凸轮等高精度运动控制技术的应用，将推动 制造业向数字化、智能化、绿色化方向转型升级 。
电子凸轮介绍ppt课件
2
精品课件
2、移动凸轮：当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮相对于机 架做往复移动，这种凸轮成为移动凸轮。图下图：
3、圆柱凸轮：这种凸轮可认为是将移动凸轮卷成圆柱体而演化成的。 如下图：
3
精品课件
而电子凸轮是直接将轨迹点输入到驱动器内，通过设定的计算方 式进行伺服控制，达到和机械凸轮相同的加工目的，实现一种周 期性的往复运动。电子凸轮相对机械凸轮的优势在于：
在应用方面比如像大型龙门机床的双丝杆推动的平台一个工作台用两条丝杆来推动这就对两条丝杆之间有比较高的同步要求了否则若出现两个丝杆之间的偏差达到一定值时在将出现平台卡死甚至算坏丝杆的情况电子凸轮用能运用的存在的一个问题
精品课件
电子凸轮原理及应用
1
精品课件
一、简介 电子凸轮属于多轴同步运动(Multi-, Synchronized Motion)，这种运 动是基于主轴 (Master or Leading axis)和一个或者多个从轴(Slave or following axis)系统。主轴可以是物理轴，也可以是虚拟轴（一种 算法，没有实际的输出）。 电子凸轮是在机械凸轮的基础上发展起来的, 传统机械凸轮是通过 凸轮实现非线性的加工轨迹。传统的机械凸轮形状有： 1、盘形凸轮：它是凸轮的基本形式。这种凸轮是一个绕固定轴线 转动并具有变化矢径的盘形构件。如下图：
遇到过一下例子：
1、比如在6月份公司做的绑线机项目改造方面，就是用了电子凸轮功 能：主轴控制钩针的伸缩，从轴控制钩针的旋转角度的动作。用PLC 控制主轴（带动钩针）连续做周期性的伸缩运转，主轴伺服的编码器
信号做位置反馈，利用电子凸轮功能控制从轴，实现钩针在做伸缩动
作的同时，按照设定轨迹摆动钩针的角度，从而实现钩线和绑线的动 作。改造的效果稳定，效率也得到提高。
精品课件
2、移动凸轮：当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮相对于机 架做往复移动，这种凸轮成为移动凸轮。图下图：
3、圆柱凸轮：这种凸轮可认为是将移动凸轮卷成圆柱体而演化成的。 如下图：
3
精品课件
而电子凸轮是直接将轨迹点输入到驱动器内，通过设定的计算方 式进行伺服控制，达到和机械凸轮相同的加工目的，实现一种周 期性的往复运动。电子凸轮相对机械凸轮的优势在于：
在应用方面比如像大型龙门机床的双丝杆推动的平台一个工作台用两条丝杆来推动这就对两条丝杆之间有比较高的同步要求了否则若出现两个丝杆之间的偏差达到一定值时在将出现平台卡死甚至算坏丝杆的情况电子凸轮用能运用的存在的一个问题
精品课件
电子凸轮原理及应用
1
精品课件
一、简介 电子凸轮属于多轴同步运动(Multi-, Synchronized Motion)，这种运 动是基于主轴 (Master or Leading axis)和一个或者多个从轴(Slave or following axis)系统。主轴可以是物理轴，也可以是虚拟轴（一种 算法，没有实际的输出）。 电子凸轮是在机械凸轮的基础上发展起来的, 传统机械凸轮是通过 凸轮实现非线性的加工轨迹。传统的机械凸轮形状有： 1、盘形凸轮：它是凸轮的基本形式。这种凸轮是一个绕固定轴线 转动并具有变化矢径的盘形构件。如下图：
遇到过一下例子：
1、比如在6月份公司做的绑线机项目改造方面，就是用了电子凸轮功 能：主轴控制钩针的伸缩，从轴控制钩针的旋转角度的动作。用PLC 控制主轴（带动钩针）连续做周期性的伸缩运转，主轴伺服的编码器
信号做位置反馈，利用电子凸轮功能控制从轴，实现钩针在做伸缩动
作的同时，按照设定轨迹摆动钩针的角度，从而实现钩线和绑线的动 作。改造的效果稳定，效率也得到提高。
凸轮机构及其设计PPT课件
间的函数关系。 刚性冲击——由于加速度发生突变，其值在理论上达到无穷大，导致从动件
产生非常大的惯性力。 柔性冲击——由于加速度发生有限值的突变，导致从动件产生有限值的惯性
力突变而产生有限的冲击。
压力角、许用压力角 ——从动件在高副接触点所受的法向力与从动件该 点的速度方向所夹锐角α 。压力角过大时，会使机 构的传力性能恶化。工程上规定其临界值为许用压 力角[α]。不同的机器的许用压力角要求不同，凸轮 机构设计时要求 α ≤ [α]。
2) 摆动从动件的压力角
如下图所示， ω1和ω2同向，P点是瞬心点，过 P作垂直于AB延长线得D。由ΔBDP得
tanα =BD/PD
（2）
由ΔADP得
BD =AD-AB= APcos(ψ0 +ψ)-l
P
PD= APsin(ψ0 +ψ)
n
由瞬心性质有 AP ω2 =OP ω1 = (AP-a) ω1
解得
s＝h[1-φ/Φ’ +sin(2πφ/Φ’)/2π] v＝hω[cos(2πφ/Φ’)-1]/Φ’ a＝-2πhω2 sin(2πφ/Φ’)/Φ’2
特点：无冲击，适于高速凸轮。
s
Φ v a
.
h φ
Φ’
φ
φ
21
改进型运动规律
单一基本运动规律不能满足工程要求时，
分别取一、二、五次项，就得到相应幂次的运动规律。
基本边界条件
凸轮转过推程运动角Φ ——从动件上升h 凸轮转过回程运动角Φ’——从动件下降h
将不同的边界条件代入以上方程组，可.求得待定系数Cபைடு நூலகம் 。
16
1） 一次多项式（等速运动）运动规律 边界条件
在推程起始点： φ =0， s=0 在推程终止点： φ =δ0 ，s=h 代入得：C0＝0， C1＝h/Φ
产生非常大的惯性力。 柔性冲击——由于加速度发生有限值的突变，导致从动件产生有限值的惯性
力突变而产生有限的冲击。
压力角、许用压力角 ——从动件在高副接触点所受的法向力与从动件该 点的速度方向所夹锐角α 。压力角过大时，会使机 构的传力性能恶化。工程上规定其临界值为许用压 力角[α]。不同的机器的许用压力角要求不同，凸轮 机构设计时要求 α ≤ [α]。
2) 摆动从动件的压力角
如下图所示， ω1和ω2同向，P点是瞬心点，过 P作垂直于AB延长线得D。由ΔBDP得
tanα =BD/PD
（2）
由ΔADP得
BD =AD-AB= APcos(ψ0 +ψ)-l
P
PD= APsin(ψ0 +ψ)
n
由瞬心性质有 AP ω2 =OP ω1 = (AP-a) ω1
解得
s＝h[1-φ/Φ’ +sin(2πφ/Φ’)/2π] v＝hω[cos(2πφ/Φ’)-1]/Φ’ a＝-2πhω2 sin(2πφ/Φ’)/Φ’2
特点：无冲击，适于高速凸轮。
s
Φ v a
.
h φ
Φ’
φ
φ
21
改进型运动规律
单一基本运动规律不能满足工程要求时，
分别取一、二、五次项，就得到相应幂次的运动规律。
基本边界条件
凸轮转过推程运动角Φ ——从动件上升h 凸轮转过回程运动角Φ’——从动件下降h
将不同的边界条件代入以上方程组，可.求得待定系数Cபைடு நூலகம் 。
16
1） 一次多项式（等速运动）运动规律 边界条件
在推程起始点： φ =0， s=0 在推程终止点： φ =δ0 ，s=h 代入得：C0＝0， C1＝h/Φ
台达电子凸轮设计资料 共38页
枕式药剂包装机工艺原理图：
同步修正
色标检测
同步修正
送膜
成型
拉膜轮位 置调整
送料
填充
膜料纵向封口
电子凸轮 横封裁切
4 • ASDA-A2 SOLUTION
成品
枕式药剂包装机的工艺原理
枕式药剂包装机工艺原理：
枕式药机包装机的送膜和送料可视为同步运行，送料和横切伺服控制器直接抓取膜 位色标信号进行位置检测，以确定送料的位置及横切的位置，薄膜经过拉膜轮及纵缝 装置后形成了筒膜，同时物料被送进筒膜内，一起向前经过横封横切部位，由电子凸 轮控制的的横封横切刀对筒膜进行横向封切，输出包装成品，在此期间通过A2伺服自 己的同步抓取修正或者拉膜轮进行了裁切位置调整。
P5-79
凸轮启动前设置0
同步抓取修正之误差脉波数
P5-80
根据情况定
同步抓取轴修正之最大修正率
P5-39
0x0020
CAPTURE-启动控制
P5-88 P5-78
0x0251 随切长定
E-CAM：凸轮启动控制 同步抓取修正之间隔脉波数
P5-87
随切长定
E-CAM：命令前置长度
P5-96
随切长定
运动控制之巨集指令1
枕式药剂包装机结构实际图：
送料轴
膜位调节器
送膜轴 色标检测
横封刀位置调 节器
横封切刀轴
纵缝箱
横封加热体
5 • ASDA-A2 SOLUTION
枕式药剂包装机的工艺原理
枕式药剂包装机效果展示：
包裝膜
送料軸
枕料
送膜轴
切刀轴
6 • ASDA-A2 SOLUTION
枕式药剂包装机控制结构
枕式药剂包装机控制结构：
同步修正
色标检测
同步修正
送膜
成型
拉膜轮位 置调整
送料
填充
膜料纵向封口
电子凸轮 横封裁切
4 • ASDA-A2 SOLUTION
成品
枕式药剂包装机的工艺原理
枕式药剂包装机工艺原理：
枕式药机包装机的送膜和送料可视为同步运行，送料和横切伺服控制器直接抓取膜 位色标信号进行位置检测，以确定送料的位置及横切的位置，薄膜经过拉膜轮及纵缝 装置后形成了筒膜，同时物料被送进筒膜内，一起向前经过横封横切部位，由电子凸 轮控制的的横封横切刀对筒膜进行横向封切，输出包装成品，在此期间通过A2伺服自 己的同步抓取修正或者拉膜轮进行了裁切位置调整。
P5-79
凸轮启动前设置0
同步抓取修正之误差脉波数
P5-80
根据情况定
同步抓取轴修正之最大修正率
P5-39
0x0020
CAPTURE-启动控制
P5-88 P5-78
0x0251 随切长定
E-CAM：凸轮启动控制 同步抓取修正之间隔脉波数
P5-87
随切长定
E-CAM：命令前置长度
P5-96
随切长定
运动控制之巨集指令1
枕式药剂包装机结构实际图：
送料轴
膜位调节器
送膜轴 色标检测
横封刀位置调 节器
横封切刀轴
纵缝箱
横封加热体
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枕式药剂包装机的工艺原理
枕式药剂包装机效果展示：
包裝膜
送料軸
枕料
送膜轴
切刀轴
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枕式药剂包装机控制结构
枕式药剂包装机控制结构：
《凸轮机构设计》课件
VS
自动包装机利用凸轮机构来实现包装物的输送、定位和封口等功能，提高包装效率和自动化程度。
详细描述
在自动包装机中，凸轮机构通常被用来控制包装材料的输送、定位和封口等过程。通过设计合理的凸轮机构，可以实现包装过程的自动化和连续化，提高生产效率和包装质量。
总结词
凸轮机构的发展趋势与展望
05
随着工业自动化程度的提高，凸轮机构正朝着高效化方向发展，以提高生产效率和降低能耗。
凸轮机构要有良好的润滑和散热条件，以降低摩擦和磨损。
根据工作要求，确定从动件的位移、速度和加速度曲线。
确定从动件的运动规律
选择合适的凸轮轮廓
确定凸轮机构的尺寸参数
进行强度和刚度校核
根据从动件的运动规律，选择合适的凸轮轮廓，以满足工作要求。
根据工作要求和从动件的运动规律，确定凸轮机构的尺寸参数，如凸轮半径、推杆长度和宽度等。
总结词：基于运动学原理的设计方法，通过调整凸轮机构运动状态来满足设计要求。
总结词：基于反转原理的设计方法，通过将凸轮机构的运动规律进行反转来求解设计参数。详细描述：反转法设计利用凸轮机构的反转原理，将凸轮的运动规律进行反转，从而得到从动件的运动规律。该方法具有简单易行、计算量较小等优点，适用于中等精度要求的凸轮机构设计。总结词：反转法设计适用于中等精度要求的场合，能够快速得到近似的凸轮廓线方程和相关参数。详细描述：反转法设计相对简单易行，计算量较小，能够快速得到近似的凸轮廓线方程和相关参数。该方法适用于中等精度要求的凸轮机构设计，能够满足大多数实际应用的需求。同时，反转法设计还可以结合其他方法进行优化和改进，进一步提高设计精度和效率。
总结词
凸轮机构可根据不同的分类标准进行分类，如按从动件的运动形式可分为转动凸轮机构、摆动凸轮机构和移动凸轮机构等。
凸轮ppt
CAD/CAM技术
利用CAD/CAM技术进行凸轮的精 确建模和仿真，实现优化设计。
有限元分析
通过有限元分析，对凸轮机构进行 应力、应变和振动等分析，优化其 结构性能。
凸轮机构的优化实例
高速列车受电弓的优化
01
通过优化受电弓凸轮机构，实现了提高受电弓性能、减小运动
失真和降低噪声的目标。
汽车刮水器的优化
精密控制
凸轮机构可以实现高精度的位置和速度控制，使得机械手可以准确地完成装 配、焊接等精密操作。
凸轮机构在汽车门窗中的应用
驱动机构
凸轮机构可以用于驱动汽车门窗的升降，通过调节凸轮的形状和运动轨迹，可以 实现车窗的平稳升降和准确控制。
防暴装置
凸轮机构还可以用于汽车防暴装置中，当车门受到外力袭击时，凸轮机构可以迅 速作出反应，提高车门的安全性能。
02
03
04
05
确定凸轮机构 的类型和布局
根据机器或系统的要求， 选择合适的凸轮机构类型 和布局。
确定从动件的 运动规律
根据机器或系统的要求， 选择合适的从动件运动规 律。
设计凸轮轮廓 曲线
根据从动件的运动规律， 设计凸轮的轮廓曲线。
确定机构的尺 寸参数
根据凸轮轮廓曲线和从动 件的运动规律，确定机构 的尺寸参数。
凸轮机构的精度直接影响机器或系 统的精度，因此必须满足精度要求 。
足够的强度和刚度
凸轮机构在运转过程中受到各种力 的作用，必须保证足够的强度和刚 度，以防止变形和损坏。
良好的润滑和散热
凸轮机构的润滑和散热性能对机构 的运转和使用寿命有很大影响，必 须采取有效的润滑和散热措施。
凸轮机构的设计步骤
01
1 2
盘形凸轮
凸轮设计
凸轮机构的运动形式
r0 — 基圆半径,以凸轮廓线的最
B' A B C s
δ0
小向径r0为半径的圆称为基圆
r0 o
AB′ — 升程h
ω
D
δ 0 = ∠BOB′ — 推程运动角 δ s — 远休止角
δ 0′ — 回程运动角 δ s′ — 近休止角
δ
δs
δ0'
δs'
由s δ曲线看出
B' A B C s
实际廓线
δ
y B' s Bk B0 r0 e s0 x
φ
dy dy dδ y ′ tgφ = = = dx dx dδ x′
x′ = (e s′) sinδ (s0 + s) cosδ y′ = (e s′) cosδ (s0 + s) sinδ
π φ xk = x + rT cos( + 2 ) = x rT sinφ y = y + r sin( + π ) = y + r cosφ φ k T T 2
δ0
升— 停 —降 — 停 两端休止形式
r0 o
δ s = 0或δ s′ = 0
一端休止形式
ω
D
δ s = δ s′ = 0
无休止形式
δ0'
δs
δ s ''
δ
从动件运动规律的确定方法
完全由工艺动作要求决定 (绕线机构P83图6—1) 凸轮的转角确定,运动规律可选择. 速度突变及加速度突变会产生冲击
第六章 凸轮机构及其设计
§6—1 §6—2 §6—3 §6—4 §6—5 凸轮机构的特点及类型 从动件的运动规律 用作图法设计凸轮廓线 用解析法设计盘形凸轮轮廓 凸轮机构基本尺寸的确定
演示文稿凸轮机构设计
续的，无刚性冲击，但加速
度有极值突变，有柔性冲击。
适用于中、低速轻载的场合。
第二十二页，共37页。
3．余弦（简谐）运动规律：
实际位移方程：
h
H 2
1 cos
t tH
无因次表示：
S 1 1 cosT
2
V sinT
2 A 2 cosT
2
特征值： Vmax 1.57 Amax 4.93
行程缩小 —— 工作行程很小
第十五页，共37页。
三、触头的结构形式选择
尖顶式、滚子式、平底式
尖顶式 结构简单，运动精度高，但易磨损；用于精度要求高，受力不大， 运动速度低和润滑条件好的场合。如钟表、仪器、照相机、制笔等
小型精密的自动机械中。
滚子式 摩擦小，耐磨损性能好，可承受较大的力，但结构较复杂；用于运
4．正弦（摆线）运动规律：
实际位移方程：h
H
t tH
1 2
sin
2t tH
无因次表示： S T 1 sin 2T 2
V 1 cos 2T
A 2 sin 2T
特征值： Vmax 2 Amax 6.28
特点：Vma、x Ama峰x 值较大，（AV）值较大，故凸轮轴上的扭矩也较大，
不适用于高速重载；但其速度、加速度曲线连续，从动件运动平
矩。适用于需要定期更换凸轮，且受力较大的场合。
4．分体式结构 轮毂用键和螺钉固定在分配轴上，凸轮用螺钉固定在轮毂 上；凸轮上开有圆弧槽，可作一定范围内的周向调整。
5. 弹性开口环结构 也是靠摩擦力固定于轴上，但它可传递较大的扭矩，
且安装、调Leabharlann 方便。第十八页，共37页。
第十九页，共37页。
度有极值突变，有柔性冲击。
适用于中、低速轻载的场合。
第二十二页，共37页。
3．余弦（简谐）运动规律：
实际位移方程：
h
H 2
1 cos
t tH
无因次表示：
S 1 1 cosT
2
V sinT
2 A 2 cosT
2
特征值： Vmax 1.57 Amax 4.93
行程缩小 —— 工作行程很小
第十五页，共37页。
三、触头的结构形式选择
尖顶式、滚子式、平底式
尖顶式 结构简单，运动精度高，但易磨损；用于精度要求高，受力不大， 运动速度低和润滑条件好的场合。如钟表、仪器、照相机、制笔等
小型精密的自动机械中。
滚子式 摩擦小，耐磨损性能好，可承受较大的力，但结构较复杂；用于运
4．正弦（摆线）运动规律：
实际位移方程：h
H
t tH
1 2
sin
2t tH
无因次表示： S T 1 sin 2T 2
V 1 cos 2T
A 2 sin 2T
特征值： Vmax 2 Amax 6.28
特点：Vma、x Ama峰x 值较大，（AV）值较大，故凸轮轴上的扭矩也较大，
不适用于高速重载；但其速度、加速度曲线连续，从动件运动平
矩。适用于需要定期更换凸轮，且受力较大的场合。
4．分体式结构 轮毂用键和螺钉固定在分配轴上，凸轮用螺钉固定在轮毂 上；凸轮上开有圆弧槽，可作一定范围内的周向调整。
5. 弹性开口环结构 也是靠摩擦力固定于轴上，但它可传递较大的扭矩，
且安装、调Leabharlann 方便。第十八页，共37页。
第十九页，共37页。