台达电子凸轮设计共37页
09凸轮机构及其设计-33页精选文档
d
- -
机械设计基础——凸轮机构
2 等加速等减速运动—二次多项式运动规律
s
• 推程
h/2 h/2 h
• 运动方程:
加速段
减速段
(0dd0/2) (d0/2dd0)
0
d
位移方程 速度方程
2hd 2
s
d
2 0
4hd
v
d
2 0
sh2h(dd002d)2
v
4h(d0 d02
d)
a
10 2 3
4
01
234
d0 d 56 78
5
6 78
四、正弦加速度运动规律
a
2
(摆线投影位移运
3
1
动规律)
推程 • 运动方程：
shdd0 21psin2dp0d vhd0 1cos2dp0d a2pdh022 sin2dp0d
v
d0/2
d0/2
d0
加速度方程
a
4h
d
2 0
2
a
4h
d
2 0
2
0
d
• 运动线图
a
• 冲击特性：起、中、末点柔性冲击
d
• 适用场合：低速轻载
0
3、余弦加速度运动规律 (简谐运动位移运动规律)
S
位移方程
sh[1cosp(d)]
2
d0
78 6 5
H
速度方程
v
ph 2d0
sin
从而 tga = V2/1 - e S + e r02 - 2
显然, r0↑→ a ↓
3. 偏置方向与压力角
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。
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
《凸轮机构设计》PPT课件
180º
60º 120º δ
（1）作出角位移线图；
A（0 2）作初始位置；
A5
C
6
2
B B180°B
6 5
4C
C
4
5
3
C 3 2
R
（3）按- 方向划分圆R得A0、
A1
A1、A2等点；即得机架 反转的一系列位置；
（4）找从动件反转后的一系
A4 A3
A2
列位置AiBi，再按角位移规律
得 C1、C2、…… 等点，即
机架上的观察结果
凸轮上的观察结果
可整理ppt
19
2）. 反转法原理 -
S B0
r0 o 1
s
假想给正在运动着的整个凸 轮机构加上反一转个前与凸轮反角转速后度
B
大度小（机o相-架δ等）、，方这不向样动相，反各的构- 公件转共的动角相δ2速对
运动关系并不改变，但原来以角
速凸度轮转动的凸转轮动将处于不静动止状
1
t
1
13
二.基本运动规律
二）等加速等减速运动规律
a2 a0 常数
v2 a0t
s2
1 2
a0t 2
在运动规律推程的始末点和前 后半程的交接处，加速度变化为 有限值，由此引起的冲击称为柔 性冲击。
适用于中、低速场合。 可整理ppt
s2
t
o
v2
1 2 3 4 5 6
δ1
1
t
0
δt/2
1
amax
2. 从动件的位移为角位 移ψ，而不是直线位移
B2
B1
B0
δt
δ
O
最大摆角
max
凸轮轮廓设计PPT课件
9’
设计：潘存云
③确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置;
④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。 第4页/共31页
（右）偏置直动尖顶从动件盘形凸轮绘制过程
第5页/共31页
（右）偏置直动滚子从动件盘形凸轮绘制过程
第6页/共31页
4)摆动尖顶推杆盘形凸轮机构
已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω，摆杆长度l以及摆
由图可知： s0＝(r02-e2)1/2
x= (s0+s)sinδ+ ecosδ y= (s0+s)cosδ- esinδ
(1)
实际轮廓线－为理论轮廓的等距线。
曲线任意点切线与法线斜率互为负倒数：
tgθ= -dx/dy =(dx/dδ)/(- dy/dδ) =sinθ/cosθ 第11页/共31页
对(1)式求导，得：
提问：在设计一对心凸轮机构设计时，当出现α≥[α]
的情况，在不改变运动规律的前提下，可采取哪些措 施来进行改进？
tgα=(ds/dδ-e)/[(r02-e2)1/2+s] 1)加大基圆半径r0 ， r0↑ →α↓ 2)将对心改为偏置， e↑ →α↓
3)采用平底从动件, α=0
确定上述极值r0min不方便，工程上常根据诺模图
若不满足此条件时：
增大r0 减小rr
第25页/共31页
4.平底尺寸l 的确定 作图法确定： l=2lmax+(5~7)mm
ω
1’ 2’
3’
B’7
B’6
B’5
φ4
A4
φ6
φ5
A5
5)直动推杆圆柱凸轮机构
思路：将圆柱外表面展开，得一长度为2πR的平面移 动凸轮机构，其移动速度为V=ωR，以－V反向移动 平面凸轮，相对运动不变，滚子反向移动后其中心点 的轨迹即为理论轮廓，其内外包络线为实际轮廓。
凸轮机构设计 27页PPT文档
s2
将几种运动规律组合，以改善
h
运动特性。
o
设计：潘存云
δ1
δt vv22
o
δ1
a 2 +∞
o
δ1
-∞
正弦改进等速
§3－3 盘状凸轮轮廓的设计
1.凸轮廓线设计方法的基本原理 2.用作图法设计凸轮廓线
1)对心直动尖顶从动件盘形凸轮
2)滚子直动从动件盘形凸轮 3)对心直动平底从动件盘形凸轮 4)摆动尖顶从动件盘形凸轮机构
提问：对于平底推杆凸轮机构：
α＝？0
ω1 O rmin
三、滚子半径与轮廓曲线形状的关系
n
滚子半径的确定
ρa－工作轮廓的曲率半径，ρ－理论轮廓的曲率半
径， rT－滚子半径
rT 内凹
轮廓正常
ρ
ρa＝ρ＋rT ρa
轮廓变尖
ρ
外凸
轮廓正常
ρ
rT
ρa
ρaρ＝>ρr－T rT
轮廓失真 ρ
rT ρa＝ρρ＝－rTrT＝0
二、压力角与基圆半径的关系
由图可知： v2=vB2=vB1tgα=ωrBtgα
2
VB1B2 nαVB2
ds2 /dt=dδ/dt(r0+s2) tgα
r0= (ds2 /dδ)/tgα－s2
VB1
B
s2
ω1
1
O
rmin
设计：潘存云
rmin ↑ →α↓
n
若发现设计结果α〉[α]，可增大rmin
v2 n
n
F
α
F’
F”=F’ tg α
F’ 一定时， α↑ → F”↑，
F” B
若α大到一定程度时，会有：
台达电子凸轮设计资料
•
ASDA-A2 SOLUTION
枕式包装机行业应用
工业用品 制药行业
生活用品行业
行业 应用
食品行业
纸巾行业
化妆品行业
3
•
ASDA-A2 SOLUTION
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。
枕式药剂包装机动作流程：
送膜/切刀 轴回原点 PR路径执行 完成参数设置 啮合信 号DI7输入 电子凸 轮启动
切刀伺服PR路径设置（同步抓取修正，抓色标）：
PR#0 原点复归 AUTO P6-01=0 PATH:7 PR#7 定位(ABS) AUTO P6-15=0 PR#3 写参数 AUTO P5INS 39=0X020 PR#8 定位（REL) AUTO P617=125000 PR#9 JUMP: JUMP P6-17 INT =1 PR#1 写参数 AUTO P5INS 97=0X00
送料轴
• ASDA-A2 SOLUTION
枕式药剂包装机的控制原理
枕式药剂包装机控制原理：
送膜轴 此轴采用速度控制，作为整个系统的主轴。下达脉冲命令给切刀轴和送料轴， 下达的脉冲命令线数有P1-46设置来决定。 切刀轴 以PR模式(内部位置控制模式)内建的电子凸轮跟随主轴运行，脉冲来源为 送膜主轴的OA,/OA;OB,/OB，采用凸轮自动飞剪同步方式进行同步控制，当 伺服控制器检测到色标光电S1信号，凸轮启动运转，在运转过程中，伺服控制 器会抓取S1的信号，利用内建的同步抓取修正轴(色标补偿功能)，调节凸轮速 度，保证精准的裁切位置。 送料轴 以PR模式(内部位置控制模式)内建的电子凸轮跟随主轴运行，脉冲来源为 送膜主轴的OA,/OA;OB,/OB，采用手动凸轮建表方式建表进行同步控制，当 伺服控制器检测到色标光电S1信号，凸轮启动运转，在运转过程中，伺服控 制器会抓取S1的信号，利用内建的同步抓取修正轴(色标补偿功能)，调节凸轮 速度，保证精准的裁切位置。 切刀轴和送料轴的命令来源都是有送膜轴的OA,/OA;OB,/OB输出给定， 根据参数P1-74的设置来决定。
演示文稿凸轮机构设计
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。
台达电子凸轮设计资料 共38页
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：
机械设计凸轮机构设计PPT课件
基圆半径—r0 推程—从动件从距离凸轮回
转中心最近位置到距离凸轮
回转中心最远位置的过程， 称为推程。
ω
δt
推程运动角δt —从动件推程
r0
过程，对应凸轮转角称为推
程运动角。
对心式尖顶从动件
盘形凸轮机构
第21页/共50页
基基圆圆
远休止角δs—推杆在最高位置静 止不动，凸轮相应的转角。
回程 —从动件从距离凸轮回转 中心最远位置到起始位置，从 动件移向凸轮轴线的行程，称 为回程。对应凸轮转角δh称为 回程运动角。 近休止角δs ’ — 推杆在最低位置 静止不动，凸轮相应的转角。
的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复合
运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线。
依据此原理可以用几何作图 的方法设计凸轮的轮廓曲线。
反转前 反转后
机架 不动 - w转动
-ω 1
3’
2’21’ Nhomakorabeaω1 2
O
33
凸轮 从动件
w转动 S移动
不动 - w转动 S移第动36页/共50页
A2 A3 A4 A1
-ω
A1
A3 A4 A2
a2＝2πhω12 sin(2πδ1/δt)/δt2 v2
δt
回程：
s2＝h[1-δ1/δh +sin(2πδ1/δh)/2π]
v2＝hω1[cos(2πδ1/δh)-1]/δh
a2
a2＝-2πhω12 sin(2πδ1/δh)/δh2 应用：无冲击，应用于高速重载的
场合。
第32页/共50页
无冲击
h
2
1 3
送料机构
第4页/共50页
内燃机气门机构
第5页/共50页