NJ电子凸轮培训资料

NJ电子凸轮培训资料

欧姆龙自动化（中国）有限公司

FAE中心

2015年7月

目录

一、凸轮概述 (2)

1、机械凸轮组成结构 (2)

2、机械凸轮的实现 (2)

3、电子凸轮的实现 (6)

二、NJ的凸轮指令和凸轮表 (8)

1、NJ的凸轮指令 (8)

2、其它凸轮相关指令 (18)

3、NJ的凸轮表的设定 (21)

三、凸轮计算应用实现 (24)

1、包封机变袋长凸轮计算实现 (24)

2、枕包机变袋长凸轮计算实现 (26)

①设备要求 (26)

②解决方法 (28)

③设置及程序 (33)

3、枕包机变袋长凸轮三次方优化实现 (33)

①飞剪功能实现 (33)

②凸轮曲线的三次方优化 (35)

③调试经验 (37)

4、色标补偿计算实现 (37)

①产生偏差的原因 (37)

②如何实现“纠偏”程序 (38)

凸轮概述

1、机械凸轮组成结构

机械凸轮机构一般是由凸轮、从动件和机架三个构件组成的高副机构。凸轮通常作连续等速转动，从动件根据使用要求设计使它获得一定规律的运动。凸轮机构能实现复杂的运动要求，广泛用于各种自动化和半自动化机械装置中。

固定机架

从动件

凸轮

凸轮结构示意图

2、机械凸轮的实现

机械凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。一般可分为三类：

盘形凸轮：凸轮为绕固定轴线转动且有变化直径的盘形构件；如下图

这是凸轮的基本形式，凸轮绕固定轴旋转时，推杆（从动件）的位移规律是一定的。

移动凸轮：凸轮相对机架作直线移动；如下图

从动件一般做成杆状，接触凸轮的部分装有滚轮，在凸轮上做纯滚动，从而带动从动杆移动。它可视为盘型凸轮的演化形式。

圆柱凸轮：凸轮是圆柱体，可以看成是将移动凸轮卷成一圆柱体。

凸轮是圆柱体，可以看成是将移动凸轮卷成一个圆柱体。圆柱凸轮不再做往复直线移动，而是做旋转移动。前两种都可以看成平面运动形式，而圆柱凸轮则是一种空间运动形式。

机械凸轮从动件（推杆）一般具有3种不同形状。

尖顶从动件

构造简单，尖顶能与任意复杂凸轮轮廓保持接触，但易于磨损，所以只适用于作用力不大和速度不高的场合。

滚子从动件

克服了尖顶从动件的缺点，在尖顶处安装一个滚子，改善了从动件与凸轮轮廓间的接触条件。由于滚子和凸轮之间为滚动摩擦，所以磨损较小，故可用来传递较大的动力。在低速下，从动件的运动规律可以被看成纯旋转，但在高速时会有明显的滑移（偏离预期的运动轨迹）。平底从动件

与凸轮轮廓接触为一个平面，显然它只能与全部外凸的凸轮进行配合。其优点是凸轮与平底接触面间容易形成油膜，润滑较好，所以常用于高速传动中。

机械凸轮从动件的运动方式一般分为摆动和直动两种方式。

摆动方式：从动件绕某一固定轴摆动

摆动平底从动件凸轮机构

摆动滚子从动件凸轮机构

直动从动件：从动件只能沿某一直线路径做往复移动。直动从动件又可分为对心直动和偏置直动两类。划分的依据就是从动件的运动路径跟凸轮转轴中心是在同一直线上，还是存在一个偏置值

对心直动偏置直动

凸轮机构的特点：只要设计出适当的凸轮轮廓，即可使从动件实现任意预期的运动规律，并且结构简单、紧凑、可靠。缺点是凸轮与从动件的接触处压强较大，容易磨损；凸轮轮廓加工比较困难，费用较高，通常用于传力不大的控制机构。

凸轮实物图

3、电子凸轮的实现

电子凸轮是在机械凸轮的基础上发展起来的。从本质上讲，从动件的运动是一种“程序”的结果。因此，凸轮机构可以看成一种函数关系，凸轮的转动作为函数的输入，而从动件的位移作为函数的输出。相应地，凸轮设计者的目标就是建立一个“程序”，建立凸轮从动件的运动轨迹。

运动轨迹的函数可表示为：Y=f(θ)其中θ为凸轮旋转的角度（可理解为主轴位置），Y为从动件的摆动或直动位移（可理解为从轴位置），f(θ)就是电子凸轮关系（可理解为电子凸轮表）

凸轮关系示意图

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。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。

电子凸轮曲线可以采用多种描述方式，常见的采用二维表格分别描述主轴和从轴的值；也可以采用数学公式来描述。NJ 可以用Sysmac Studio 软件绘制电子凸轮曲线也可以编程计算后实时修改凸轮曲线。

电子凸轮曲线分类

根据从轴的启动位置和终点位置是否一致，可以将电子凸轮曲线分为闭式曲线和开式曲线

闭式曲线

开式曲线

一、NJ的凸轮指令和凸轮表

NJ中关于电子凸轮有两条功能块指令MC_CamIn和MC_CamOut，分别用来对功能块所指定的轴启动和停止凸轮操作。

1、N J的凸轮指令

①MC_CamIn指令

此指令功能用来启动凸轮表操作。

MC_CamIn输入参数：

1)参数Execute

功能块的执行条件，非上升沿执行条件，初始化执行时会将功能块输出Busy和Active 输出置on，此后将Execute输入条件置为off凸轮表也可以照常执行。此功能块要先于主轴运行指令启动，否则凸轮表无法正常执行。

2)参数Periodic, Non-Periodic

此参数用来设置凸轮表是周期执行还是只执行一次。如果是设置为周期执行时，即使跟随的主轴是线性轴也可以正常周期执行。