伺服控制与应用篇--飞剪设置中M262的电子凸轮的应用.pdfVIP

《飞剪设置中M262的电子凸轮的应用》

一、机械凸轮的深入理解

机械凸轮是把旋转运动转变为非线性运动的一个手段。运动过程中会产生一个

循环中的动作曲线（凸轮曲线）。机械凸轮按照能对应这个凸轮图的形状制作出凸

轮,在之上设置从轴（驱动机构）,可以通过驱动凸轮运转从而得到所需的非线性

（或部分线性或部分直线）运动，如图1所示。凸轮随着主轴的旋转，将凸轮的外

形轮廓转化为从轴的非线性（上下的直线）运动。

图1机械凸轮工作示意图

二、电子凸轮的深入理解

电子凸轮是将凸轮曲线数据（主从轴确定的位置对应关系）放到运动控制器的

内部，主从轴都处于位置控制方式，按照凸轮曲线的要求将每时每刻的位置由伺服

输出，实现主从轴确定的同步关系，这样也就实现了类似机械凸轮的功能，因为这

个凸轮仅存在于驱动器内部，因此叫电子凸轮。

1.电子凸轮的应用场合

在实现复杂的运动控制，特别是非线性运动时，数学建模比较复杂，往往无法

直接找出主从轴之间的关系，此时电子凸轮就是很好的选择。

2.应用步骤

（1）主轴的选择；主轴的选择有多种方法，一是采用虚拟轴，计算简单准确；

二是从主轴编码器获取，将主轴编码器信号映射成伺服轴进行处理；

（2）凸轮曲线的设计实现主从轴啮合：实际上是获取主从轴之间的关系（称之

为凸轮表）。凸轮表有两种方法表述，一是采用X、Y的点对点关系；二是采用

两者的函数关系。

（3）在EcoStruXureMachineExpert凸轮表需要根据工艺要求自行分段设计凸

轮曲线，根据述方法的不同也有两种方式，一是根据X、Y的点对点关系查表得

到，二是根据两者的函数关系进行计算。

（4）根据从轴位置控制当前轴

（5）采用总线（通讯）的方式实现从轴的位置（CSP）控制，这种方式只要通讯

不被干扰、中断，其精确同步的能力很突出。

三、电子凸轮和机械凸轮的区别

机械凸轮是实际存在的机械结构，需要根据实际的应用设计机械，电子凸轮无

需实际的机械结构，只要将凸轮曲线的数据存储到伺服控制器即可；

（1）当对机械凸轮的动作曲线进行更改时，需要重新加工凸轮机构，费时费

力，即机械凸轮的适应性差，而对于电子凸轮只要在控制器中更改变位图数据

即可，使用起来相当灵活；

（2）机械凸轮由于是机械联结的，所以长时间运行会出现磨损而导致精度降

低，而电子凸轮由于主从轴之间无实际联结所以不存在这样的问题。

（3）除上述比较外，机械凸轮还存在以下的一些缺点：复杂程度高，运行过程

噪声大，机械性能的可量测性较差，无法预判机器性能，而与之相反的是电子

凸轮使用灵活，运行稳定，无需经常维护，且性能可保证。

根据上述比较，无论从设计、调试、维护哪方面出发，电子凸轮都有着机械凸

轮无可比拟的优越性，所以电子凸轮的应用越来越广泛。

四、EcoStruXureMachineExpert电子凸轮的应用要点

1.建议使用EcoStruXureMachineExpertV1.1SP1版本。

2.凸轮曲线切换时不要像LMC058/078一样使用EndofProfile来切

换。

3.凸轮CamIn的缓冲模式必须设成buffer，并使用Acting输出信号

提前激活下一个切换的凸轮曲线。

五、项目工艺

飞剪的目的是使两个线性轴同步，以在机器上执行特定过程，因为不会中断或

停止产品的运输的运动，所以被称为飞剪。

飞剪具体工艺包括产品的定长切割、在快速运行的生产线上将物料粘合到另一

个物料上，印刷、电子元件的检验等应用。在物料的移动中完成分切是因为停止会

导致报废或质量下降，同时也可以提高整个生产线的生产效率。

飞剪的工艺示意图如图2所示。飞剪生产线由三个部分组成，一个是物料输送

部分，第二个是飞剪轴，第三个部分是切刀。

图2飞剪的工艺示意图

物料输送部分可以是变频器带动加编码器反馈物料的实际位置的方案，也可以

直接使用伺服直接驱动，由伺服的实际位置反馈物料的