凸轮设计的原理

电子凸轮

电子凸轮

电子凸轮又称Electronic CAM，是模拟机械凸轮的一种智能控制器。它通过位置传感器（如旋转变压器Resolver或编码器Encod）将位置信息反馈给CPU，CPU将接收到的位置信号进行解码、运算处理，并按设定要求在指定位置将电平信号进行设置并输出。电机——编码器——cpu——伺服电机或步进电机驱动器

电子凸轮和系统组成：（编码器+通讯端口+PC+伺服电机或步进电机）

下图为电子凸轮和系统图。该型号采用旋变作为位置传感器，可以通过通讯端口和PC或手持编程器（Handy terminal）进行通信。PC和手持编程器提供给用户编程使用，为用户提供了方便的编程界面。信号输出采用并行（PIO）和串行（SIO）两种方式，输出信号可以直接用来控制伺服电机和步进电机的驱动器（？），也可以通过控制器将信号集中处理后控制变频器等驱动装置,实现运动控制的目的。

输出设置 DOG是什么?

电子凸轮的输出是以DOG为单位进行设置的，如图4所示。一个DOG分为DOG WIDTH和DOG INTERVAL两部分，DOGWIDTH相当于机械凸轮中开关被压下并保持的时间或角度范围，（啥概念）需设置一个起始角度（Start position）ON（比如图中的0°）和一个终止角度（End

position）OFF（比如图中的30°）。相应的DOGINTERVAL就是相当于开关松开的角度范围。对于一个凸轮来讲，可以有多个DOG，通常只需设置DOG WIDTH，DOG Interval就是在两个DOG WIDTH中间的角度范围，不需另外设置。以下图为例，只需设置0°——ON，30°——OFF；57°——ON，95°——OFF即可。一般可以设定的DOG数和SENSOR的转速有关，转速越高，可以设定的DOG就越少，相反转速越低，可设定DOG数越多。

凸轮信息的输出有两种方式：PIO和SIO。PIO也就是并行输出，共40个通道（CHANEL），其中32个可以用做输出凸轮(CAM)和位置(Position)、速度(Speed)信息，8个CHANEL用做错误信息等的输出。32个CAM可以是32个CAM输出，也可以是16个CAM+Position,或者16个CAM+Speed,或者Speed+Position。用户可以根据具体应用的需要进行合理的设置。SIO也就是串行输出，其输出信息的内容与PIO相同，只是接口形式不同而已，比较适合慢速系统使用。

平面盘型凸轮设计记录

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一、设计信息

设计者：

设计单位：

设计日期：2015/5/20

设计时间：15:09:34

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二、凸轮机构类型

凸轮机构型式：平面盘形凸轮机构

从动件运动形式：偏置直动

从动件类型：滚子从动件

凸轮的封闭方式：力封闭

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三、从动件运动规律

凸轮转向：逆时针方向

凸轮转速n=1r/min

第1段运动规律为：

从动件运动规律：余弦加速度（简谐）

该段从动件行程h或摆角φ＝40mm(°)

相应凸轮起始转角：0(°)

相应凸轮终止转角：110(°)

第2段运动规律为：

从动件运动规律：余弦加速度（简谐）

该段从动件行程h或摆角φ＝40mm(°)

相应凸轮起始转角：110(°)

相应凸轮终止转角：360(°)

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四、凸轮轮廓数据

从动件行程h：04040mm

从动件偏距e：21mm

滚子半径Rr：25mm

推程运动角β1：360度

远休止角β‘：0度

回程运动角β2：0度

基圆半径Rb：85mm

凸轮转角增量：5度

其余计算数据参见数据库！

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五、凸轮材料、公差及表面粗糙度

1 凸轮和从动件接触端常用材料、热处理及极限应力σHO

凸轮工作条件：低速轻载

凸轮材料：40、45、50 从动件接触端材料：45

凸轮转速n=1r/min

自动车床凸轮设计详解

日志分类：天下杂侃 | 发表于：

自动机床上有一种特别的轴叫凸轮轴,由安装在凸轮轴上的凸轮实现自动化.凸轮的运动决定加工顺序、加工时间、工具的进刀、停止等,是不借助人力进行一系列加工的.

这样,在自动机床上凸轮发挥的作用就非常大了,凸轮设计的精确极大地影响作业效率和产品的品质.尤其工程顺序,主轴旋转数,进刀量三要素成为凸轮设计的根本,给作业效率、产品品质带来直接地很大地影响.为了决定这些,必须充分地研究产品的形状、精度材质等条件.

并且,该公司使用的自动机床一般是被叫作走心型自动机床.此文本凸轮设计需要的机械数据是以T-7为基准作成的.

目录

1. 一般说明

2. 凸轮的种类

3. 不切削运转

4. 切削运转

5. 尺寸调整

6. 设计书的作成

7. 凸轮设计的实例

(附表) 凸轮设计符号一览表

1. 一 般 说 明

1. 切削原理

走心型万能自动机床,刀具仅在半径方向运转,材料一边旋转一边和主轴台共同向轴方向运转.两个组合在一起运转,可以加工成各种各样的形状.以下是各种加工方式：

1.由刀具的移动切削（主轴台不动）如图1

2.由主轴台的运转切削（刀具不动）如图2

3.刀具和主轴台组合运动切削。如图3

图1 图2 图3

刀具台和主轴台,由各自的凸轮控制运转,通常,凸轮旋转一回就作成一个产品,因此凸轮的设计,计算刀具和主轴的正确运转及其绕主轴360°旋转的正确分布两个作业要大致地区分开来.

2. 运转的种类

刀具台和主轴台的旋转,包含以下几个意义.

(1) 不切削运转 非生产角

刀具一点也不接触工作物的运转.刀具和主轴台从最初的作业位置向其他作业位置移动运转,主轴台为进刀作业前进，后退运转.弹簧的开闭伴随着此运转.这些运转和必要时间由机械的重要项目来决定.

全面探究凸轮机构设计原理及方法

凸轮机构是一种常用的机械传动装置，通过凸轮和摆杆的配合组成，具有可逆性、可编程性和高精度的特点。本文将从设计原理、设计方法和优化策略三个方面探究凸轮机构设计的要点。

一、设计原理

凸轮机构的设计原理是在摆杆与凸轮配合时，摆杆可以沿凸轮轮廓实现规定的运动规律，如直线运动、往返运动和旋转运动等。凸轮可以根据运动轨迹、运动频率和运动速度等要求，通过凸轮轮廓的设计来完成。凸轮轮廓的设计包括了初步设计、动力学分析、运动规划等步骤。

二、设计方法

凸轮机构的设计方法包括手工绘图及设计软件辅助。手工绘图是传统的凸轮轮廓设计方法，适用于简单的凸轮机构，如往复式转动机构、转动转动机构等；而对于复杂的凸轮机构，可以利用计算机辅助设计软件，如ProEngineer、CATIA、AutoCAD等，进行三维建模、运动模拟和优化设计。此外，对于凸轮机构的设计还需要考虑到强度计算、可靠性分析等相关问题。

三、优化策略

凸轮机构的设计优化策略主要包括凸轮轮廓的形状优化、摆杆的长度优化和机构传动效率的优化等。凸轮轮廓的形状优化通常是通过Cycloid、Involute、Bezier等曲线的拟合来实现；摆杆的长度优化可以通过数学模型来建立，利用遗传算法、粒子群算法等优化算法进行求解；传动效率的优化可以通过轮廓优化、材料优化、润滑优化等途径来进行。

凸轮机构的设计是机械工业中非常重要的一环，它涉及到运动学、动力学、力学等多个学科的知识，需要学习者在多方面进行深入研究和实践。通过对凸轮机构的深入探究，我们可以更好地理解机械原理的精髓，提高机械设计的水平和能力。