何謂機(jī)械凸輪？
在了解電子凸輪以前，我們要先了解機(jī)械凸輪，下圖是一個(gè)典型的機(jī)械式圓柱凸輪。當(dāng)主動(dòng)軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)后，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就會(huì)帶動(dòng)圓柱凸輪旋轉(zhuǎn)，在凸輪槽中間的滑塊就會(huì)根據(jù)圓柱凸輪上的曲線溝槽軌跡上下滑動(dòng)，滑塊的一端連接到一個(gè)機(jī)械連桿，從而使機(jī)械旋轉(zhuǎn)運(yùn)功變?yōu)闄C(jī)械的上下運(yùn)動(dòng)。凸輪旋轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)軸就往復(fù)上下一次，我們稱為凸輪周期，而那條控制滑塊上下的軌跡曲線我們就稱為機(jī)械凸輪曲線，這就是機(jī)械凸輪。
在了解電子凸輪以前，我們要先了解機(jī)械凸輪，下圖是一個(gè)典型的機(jī)械式圓柱凸輪。當(dāng)主動(dòng)軸電機(jī)旋轉(zhuǎn)后，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就會(huì)帶動(dòng)圓柱凸輪旋轉(zhuǎn)，在凸輪槽中間的滑塊就會(huì)根據(jù)圓柱凸輪上的曲線溝槽軌跡上下滑動(dòng)，滑塊的一端連接到一個(gè)機(jī)械連桿，從而使機(jī)械旋轉(zhuǎn)運(yùn)功變?yōu)闄C(jī)械的上下運(yùn)動(dòng)。凸輪旋轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)軸就往復(fù)上下一次，我們稱為凸輪周期，而那條控制滑塊上下的軌跡曲線我們就稱為機(jī)械凸輪曲線，這就是機(jī)械凸輪。
何謂電子凸輪(E-CAM)？
如果我們?cè)谏鲜鰴C(jī)構(gòu)中主動(dòng)軸電機(jī)上安裝一個(gè)編碼器，從動(dòng)軸也增加安裝一個(gè)光柵尺，然后再次運(yùn)行這個(gè)機(jī)械凸輪，并將剛才主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度和從動(dòng)軸上下位置一一記錄，并匯成一條數(shù)據(jù)表格，那么就可以利用軟件的方式來(lái)勾勒出一條曲線。這條用來(lái)描述主動(dòng)軸、從動(dòng)軸位置關(guān)系的軟件曲線就是電子凸輪曲線。
假設(shè)現(xiàn)在拆除掉這個(gè)圓柱凸輪，但保留主動(dòng)軸編碼器，將從動(dòng)軸更換成一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿帶動(dòng)滑塊實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，并使用一個(gè)控制器根據(jù)主動(dòng)軸編碼器反饋角度來(lái)控制伺服電機(jī)來(lái)執(zhí)行剛才那個(gè)數(shù)據(jù)表格，使主動(dòng)軸的位置對(duì)應(yīng)從動(dòng)軸馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位移，這樣就如同兩者之間存在虛擬凸輪一樣的關(guān)系，這樣的功能就稱為電子凸輪。
電子凸輪有哪些具體的應(yīng)用？
機(jī)械凸輪被廣泛的應(yīng)用于包裝、灌裝、紡織等領(lǐng)域，以下圖的藥品灌裝為例，傳統(tǒng)的灌裝生產(chǎn)線都是由一個(gè)主動(dòng)軸電機(jī)輸出動(dòng)力源，然后經(jīng)過無(wú)數(shù)次的齒輪和傳動(dòng)軸變換才能將主動(dòng)軸的動(dòng)力輸送到各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
但今天，我們可以利用電子凸輪取代傳統(tǒng)的機(jī)械式凸輪，將各個(gè)執(zhí)行單元更換為伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，進(jìn)行速度同步控制和位置控制。
機(jī)械凸輪被廣泛的應(yīng)用于包裝、灌裝、紡織等領(lǐng)域，以下圖的藥品灌裝為例，傳統(tǒng)的灌裝生產(chǎn)線都是由一個(gè)主動(dòng)軸電機(jī)輸出動(dòng)力源，然后經(jīng)過無(wú)數(shù)次的齒輪和傳動(dòng)軸變換才能將主動(dòng)軸的動(dòng)力輸送到各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
但今天，我們可以利用電子凸輪取代傳統(tǒng)的機(jī)械式凸輪，將各個(gè)執(zhí)行單元更換為伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，進(jìn)行速度同步控制和位置控制。
與傳統(tǒng)的機(jī)械凸輪比，電子凸輪有什么好處？
a) 彈性設(shè)計(jì)-機(jī)械凸輪制造換型麻煩，電子凸輪可以彈性設(shè)計(jì)，只需重新規(guī)劃驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部電子凸輪曲線。
b) 免維護(hù)-機(jī)械凸輪存在機(jī)械磨損和噪音，電子凸輪不存在磨損，免保養(yǎng)。
c) 長(zhǎng)行程運(yùn)動(dòng)-機(jī)械凸輪從動(dòng)軸凸輪越長(zhǎng)，凸輪必須越大，電子凸輪只需表格數(shù)值改變即可。
a) 彈性設(shè)計(jì)-機(jī)械凸輪制造換型麻煩，電子凸輪可以彈性設(shè)計(jì)，只需重新規(guī)劃驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部電子凸輪曲線。
b) 免維護(hù)-機(jī)械凸輪存在機(jī)械磨損和噪音，電子凸輪不存在磨損，免保養(yǎng)。
c) 長(zhǎng)行程運(yùn)動(dòng)-機(jī)械凸輪從動(dòng)軸凸輪越長(zhǎng)，凸輪必須越大，電子凸輪只需表格數(shù)值改變即可。
A2伺服驅(qū)動(dòng)器如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)電子凸輪？
A2提供了一個(gè)軟件，利用這個(gè)軟件，客戶可以規(guī)劃出不同的凸輪方式，從而生成一條虛擬的電子凸輪曲線，并將該曲線以燒錄的方式，保存在A2伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部。當(dāng)主動(dòng)軸編碼器信號(hào)以脈沖方式進(jìn)入到CN1中時(shí)，啟動(dòng)電子凸輪，從動(dòng)軸伺服電機(jī)就會(huì)根據(jù)這條內(nèi)置在驅(qū)動(dòng)器中的電子凸輪曲線而改變角度。
A2提供了一個(gè)軟件，利用這個(gè)軟件，客戶可以規(guī)劃出不同的凸輪方式，從而生成一條虛擬的電子凸輪曲線，并將該曲線以燒錄的方式，保存在A2伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部。當(dāng)主動(dòng)軸編碼器信號(hào)以脈沖方式進(jìn)入到CN1中時(shí)，啟動(dòng)電子凸輪，從動(dòng)軸伺服電機(jī)就會(huì)根據(jù)這條內(nèi)置在驅(qū)動(dòng)器中的電子凸輪曲線而改變角度。
A2伺服電子凸輪功能，相對(duì)于其他品牌的電子凸輪功能有何差異？
目前自動(dòng)化廠商中，大多以PLC+運(yùn)動(dòng)控制器模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)電子凸輪功能，如日系的運(yùn)動(dòng)控制器，還有一些歐美品牌的產(chǎn)品，如利用FM452模塊等，這些產(chǎn)品就是利用運(yùn)動(dòng)控制總線網(wǎng)絡(luò)和伺服高速通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
目前自動(dòng)化廠商中，大多以PLC+運(yùn)動(dòng)控制器模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)電子凸輪功能，如日系的運(yùn)動(dòng)控制器，還有一些歐美品牌的產(chǎn)品，如利用FM452模塊等，這些產(chǎn)品就是利用運(yùn)動(dòng)控制總線網(wǎng)絡(luò)和伺服高速通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
但還有一些，特別是歐美自動(dòng)化廠商，和臺(tái)達(dá)A2伺服一樣將電子凸輪功能內(nèi)置到伺服驅(qū)動(dòng)器中去，這些伺服驅(qū)動(dòng)器就稱為電子凸輪型驅(qū)動(dòng)器。
相對(duì)于基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)需要上位運(yùn)動(dòng)控制模塊協(xié)調(diào)的電子凸輪功能系統(tǒng)而言，內(nèi)置電子凸輪型驅(qū)動(dòng)器，對(duì)于控制軸數(shù)較少電子凸輪聯(lián)動(dòng)機(jī)械，可以具有較低的架構(gòu)成本。
同時(shí)，因?yàn)槊钤葱盘?hào)直接進(jìn)入到伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部處理，故系統(tǒng)響應(yīng)性和實(shí)施性將較高，伺服的延遲和滯后現(xiàn)象較的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于臺(tái)達(dá)伺服，還可以利用A2伺服的by-pass功能，無(wú)需昂貴的運(yùn)動(dòng)控制器的參與，即能夠?qū)崿F(xiàn)一主多從的同步控制架構(gòu)，因此是性價(jià)較高的電子凸輪控制方案！
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