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作者:恩德斯精机2022/1/3 4:27:36







说到凸轮分割器驱动角,要说一下分割器的工作原理,作为一个类型的回转设备,分割器是入力轴在电机为驱动源的作用下,连续旋转,从而实现出力轴的间歇、摇摆、升降或连续等的分度动作,这里所说的驱动角,只是跟入力轴有关。

从理论上讲,用一个完整的机械动作来形容驱动角,入力轴旋转一周360度为一个周期,这时,出力轴完成了一个动停的动作,而出力轴动的动作则是入力轴来完成的,出力轴转动的角度过程入力轴所旋转的角度为驱动角。所以,当入力轴旋转90度时,出力轴旋转一个工位,那么剩下的270度则是入力轴的静止角,也是出力轴的停止过程。以此类推,驱动角为120度、150度、180度、210度、240度、270度、300度、330度、360度时,对应的静止角则为240度、210度、180度150度、120度、90度、60度、30度、0度等,如下图:

从以上的数据中可以看出,在入力轴旋转一周是恒定的值,而入力轴在电机的带动下连续旋转的速度理论上也是恒定的,这样,入力轴旋转的驱动角与静止角所产生的比例也是恒定的,也就是我们所说的出力轴的动停比,当入力轴的驱动角为120度,那么静止角为240,那么,动停比为1:2,分割器出力轴旋转时间为1秒时,那么,静止时间为2秒,同样入力轴的驱动角度为180度时,出力轴的动停比为1:1。


为什么说分割器不存在重复***精度

转盘的重复***精度是大家都比较关注的话题,工位间的精度误差会对一些高精度高速度的自动化系统产生影响,所以,在进行分割器选型中,会有工程师询问分割器的重复***精度是多少,小编在这里针对凸轮分割器的重复***精度做一个简要的说明。

我们会用分割器与DD马达,中空旋转平台等进行***精度的对比,DD马达由于配置了高解析度的编码器,同时采用的也是直接的连接方式,这样很大程度上就减少了由于机械结构的衔接所产生的各种误差,在现有的回转传动设备中,是精度较高的。对于中空旋转平台来讲,它象分割器一样,自身并没有驱动功能,是靠伺服或步进电机来驱动的,所以,针对中空旋转平台来说,我们要讲的重复***精度应该是伺服电机的重复***精度,伺服电机是靠脉冲来***的,每一个工位的位移是随着伺服接收到的脉冲,而旋转相对应的角度,伺服电机发出脉冲与接收到的脉冲形成呼应,就是我们所说的闭环,系统根据发出脉冲的多少,收到脉冲的多少进行电机旋转时机的控制。从以上传动的两种方式中可以看到,无论是编码器,还是脉冲,都不会是一个量,而且,每一次的控制在理论上都会存在差异,尽管误差较小,而在一个自动化系统中,多个工位误差的累加就是会使整体的误差放大,所以,在实际的使用中,必须要做归零的动作,才能保证精度的效果。

凸轮分割器也是与中空旋转平台是一样的,本身也没有驱动的功能,但是,分割器却有一个旋转平台和DD马达都不具备的功能,就是自锁功能,这种自锁来自于弧面凸轮的结构,拿单导程的分割器来说,入力轴每旋转一周,出力轴则旋转一个工位,对于出力轴每旋转的一个工位,入力轴即完成了一个完整的机械动作,而且,每一个入力轴的机械动作都是一样的,所以,我们说分割器不存在重复***精度就是这个道理。那么,对于分割器来说,会存在个别工位的误差与其它工位差异的情况,在出厂测量时从角度测量仪中就可以看出,那是因为,出力转塔上凸轮滚子存在的微小差异所造成的。


凸轮分割器的出力轴

凸轮分割器的出力轴,也就是箱体内部的出力转塔是在入力轴的弧面凸轮肋的作用下进行的,要计算出力轴的加速度,就要先考虑驱动出力轴产生加速度的入力轴及相关的影响因素。

我们知道,无论是直线运动,还是旋转运动,加速度所表示的量是速度与时间的比值,用它来反应速度的快慢,分割器的出入力轴做的都是旋转运动,所以,产生的加速度是角加速度,那么,作为分割器出力轴的加速度,我们要考虑的则是入力轴速度和加速度等的相关因素,如除了入力轴的加速度之外的,出力转盘的工位数,入力轴的驱动角度,入力轴的转速等。知道了出力轴的影响因素,根据计算公式就可以得出出力轴加速度的计算方法:

出力轴角加速度=入力轴加速度*((工位数 * π) /工位数) * [(360 / 驱动角) * ( 入力轴每个周期转数 / 60)]2

O=Am * ((2 * 3.1416) / N) * [(360 / Qh) * ( n / 60)]2

以两工位/270度驱动角/每分钟旋转60转/入轴加速度为5.53进行计算,则出力轴的加速度为:

5.53*(6.2832/2)*((360/270)*(2/60))2=3.4317

上面的公式中,入力轴的转数与出力轴的工位数是相同的,也就是凸轮分割器工作原理,出力轴旋转一个工位的情况下,入力轴旋转一周,以上不知对您的分割器选型计算有无帮助。


转盘的使用越来越广范,特别是一些大批次生产的组装及加工机械,比如螺丝机,一般涉及到的五金产品攻丝,需要设计钻孔、攻丝以及铆接等工位,由于,圆盘的自身重量及夹具工件等都比较重,所以,应用间歇传动好的选择就是凸轮分割器了。

实际应用中,特别是自动化转盘的使用前期,有时会发生圆盘盘面抖动的情况,应该从以下几个原因进行分析。

一、凸轮分割器在过载的情况下使用,在确认凸轮分割器品质,与圆盘相连接的凸轮分割器的连接法兰固定螺丝、凸轮分割器固定台面的稳固、自动化感应系统安装及使用完全正确的前提下,要首先对于分割器所带圆盘的负载进行确认,在分割器选型之初,系统的负载包括圆盘、夹具、工件等所有构件的重量之和,但是,有时会因为理论数据与实际使用中所产生的参数偏差,或理论的核算值与实际需求值比较接近,特别是一些在设计中保守估算的技术参数,也会存在,即使各方面的系数都符合,也会在使用中有所偏移,这种情况,从节约成本的角度考虑,可以对圆盘进行去空减重的作法,也可以视夹具材料的使用情况,进行材料的更换,或夹具的更换等。

二、圆盘盘面的跳动,如果使用圆盘过薄会使用整个系统运作起来不稳定或盘面跳动,这种情况,需要对圆盘的使用材料进行确认,凸轮分割器的输出法兰面与圆盘盘面的连接是否紧固,另外,也要对分割器的感应基准位检查,也就是分割器的静止角是否与实际使用的角度相符合。

三、电机的运行不稳定,在自动化系统中很多人不会关注这一方面,恰恰是这个环节会经常出现不稳定的问题,因为,凸轮分割器的本身不具备驱动的功能,所以,电机的稳定性,对于整个自动化系统的运行起到了至关重要的作用,电流的输入,变速齿轮的稳定性,电机速比的选择等等各个方面,都会对于圆盘的旋转产生根本性的影响。



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