如何实现电子凸轮 点击：19287 | 回复：94
发表于：2007-12-07 09:03:00
楼主
在考虑实现复杂的运动控制时（特别是非线性运动时），电子凸轮是较好的选择，如何实现电子凸轮，我请教了一些人，但是没有得到答案。所以根据经验和猜测、以及IEC61131-3 motion control的一些知识，估计实现的方法如下。如果有何错漏之处，欢迎指正。
首先对电子凸轮进行简单的定义：实现主轴和从轴的啮合运动。
实现电子凸轮分为三部分：
1、获取主轴位置；
获取主轴位置有多种方法：一是采用虚拟轴，计算简单准确；二是从主轴编码器获取，将主轴编码器信号进行处理；三是从测量编码器获取。获得编码器信号之后，还要将其换算成主轴位置。
2、实现主从轴的啮合
实际上是获取主从轴之间的关系（称之为cam table）。cam table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。cam table的获取也有多种途径：一是采用厂商提供的软件；二是函数关系计算。cam table在运行中的实现根据表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（特别需要提到的是，有些函数关系可能会根据不同情况而得到不同的函数，也就是函数并不确定。这些西门子轮切手册提到的五次曲线给了我很大的提示）。cam table可以定义多个cam曲线，根据需要切换、拉伸不同的cam。
关系确定和实现后，根据主轴的位置，就能得到从轴的位置。
三、根据从轴位置控制当前轴
通常日系和欧系在根据从轴位置控制当前轴有不同的处理方式，日系的低成本伺服采用输出脉冲的方式，这种方式可能的缺点是丢失脉冲，以及响应的实时性能不足；欧系伺服多采用总线（通讯）方式实现，精确同步的能力更为突出。
原文发表于我的博客：http://blog***/more.asp?name=lightwhite&id=30729
首先对电子凸轮进行简单的定义：实现主轴和从轴的啮合运动。
实现电子凸轮分为三部分：
1、获取主轴位置；
获取主轴位置有多种方法：一是采用虚拟轴，计算简单准确；二是从主轴编码器获取，将主轴编码器信号进行处理；三是从测量编码器获取。获得编码器信号之后，还要将其换算成主轴位置。
2、实现主从轴的啮合
实际上是获取主从轴之间的关系（称之为cam table）。cam table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。cam table的获取也有多种途径：一是采用厂商提供的软件；二是函数关系计算。cam table在运行中的实现根据表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（特别需要提到的是，有些函数关系可能会根据不同情况而得到不同的函数，也就是函数并不确定。这些西门子轮切手册提到的五次曲线给了我很大的提示）。cam table可以定义多个cam曲线，根据需要切换、拉伸不同的cam。
关系确定和实现后，根据主轴的位置，就能得到从轴的位置。
三、根据从轴位置控制当前轴
通常日系和欧系在根据从轴位置控制当前轴有不同的处理方式，日系的低成本伺服采用输出脉冲的方式，这种方式可能的缺点是丢失脉冲，以及响应的实时性能不足；欧系伺服多采用总线（通讯）方式实现，精确同步的能力更为突出。
原文发表于我的博客：http://blog***/more.asp?name=lightwhite&id=30729
楼主最近还看过
他们具体的特征是：
发表于：2009-02-20 09:45:10
65楼
引用CHENNET 的回复内容:
引用firstrazor 的回复内容:有关凸轮的表达，可以写上厚厚一本书。实际上，凸轮表中的点与点之间的插补，就有很多方法。一般都可以选取几个点，然后凸轮编辑器用多项式来拟合。5次多项式并不是在任何应用中都是最佳的，因为它的结果输出力矩减弱了。还有很多不同的多项式，适用于不同的应用，当然不是所有的伺服系统都支持。
帖子比较长，看过后，还是觉得这句比较有意思，可以深入探讨。抛砖引玉。以下是贝加莱伺服支持的电子凸轮插补模式。
1、5th Degree Polynomial Function
2、6th Degree Polynomial Function
3、Polynomial Spline from 3 Polynomials
4、Symmetrical Polynomial Spline from 3 Polynomials
5、Inclined Sine Line for Pause to Pause
6、Modified Acceleration Trapezium for Pause to Pause
7、Modified Sine Line for Pause to Pause
8、Modified Sine Line for Constant Speed to Constant Speed
看來目前的歐洲廠商已經超越VDI2143定義的內容了。畢竟是1987年的東西。應經過了20多年了。
另外那位有好點的德文翻譯網站。看不懂德文資料！！
发表于：2011-02-02 10:30:35
71楼
看看VDI2143定义的曲线以及其各自的优缺点
他们具体的特征是：
Straight line
直线，线性运行，需要较小的力矩，但是Jerk突变将引起噪音、振动。
Quadratic parabola
二次曲线，加速度的跳变将引起噪音、振动。
Simple sine line
简单正弦曲线，较小的速度、加速度和Jerk，但加速度的跳变将引起噪音、振动。
Polynominal 5th order
五次曲线，较小的速度、加速度和Jerk意味着需要较小的输出力矩，所需速度相对于斜坡正弦曲线要高。适合高速应用。
Inclined sine line
斜坡正弦曲线，显著的低速度，低抖动，适合高速应用。所需速度、加速度、Jerk值高于五次曲线。
Modified acceleration trapezoid
修正梯型加速曲线，显著的低加速度，较低的惯性力矩。所需速度值高于斜坡正弦曲线。
Modified sine line
修正正弦曲线，适合高速应用，较低的速度、加速度和Jerk值。其所需速度值高于斜坡正弦曲线。
直线，线性运行，需要较小的力矩，但是Jerk突变将引起噪音、振动。
Quadratic parabola
二次曲线，加速度的跳变将引起噪音、振动。
Simple sine line
简单正弦曲线，较小的速度、加速度和Jerk，但加速度的跳变将引起噪音、振动。
Polynominal 5th order
五次曲线，较小的速度、加速度和Jerk意味着需要较小的输出力矩，所需速度相对于斜坡正弦曲线要高。适合高速应用。
Inclined sine line
斜坡正弦曲线，显著的低速度，低抖动，适合高速应用。所需速度、加速度、Jerk值高于五次曲线。
Modified acceleration trapezoid
修正梯型加速曲线，显著的低加速度，较低的惯性力矩。所需速度值高于斜坡正弦曲线。
Modified sine line
修正正弦曲线，适合高速应用，较低的速度、加速度和Jerk值。其所需速度值高于斜坡正弦曲线。
发表于：2011-02-12 08:29:36
78楼
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