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機械社區

標題: 凸輪機構的設計與應用---討論 [打印本頁]

作者: 老腰 時間: 2008-1-9 21:41
標題: 凸輪機構的設計與應用---討論
前言
隨著中國世界工廠地位的確立，越來越多的裝備被引進來，也帶進來了越來越多的凸輪機構，如包裝機械、印刷機械、自動機械等應用大量的凸輪機構，各大公司的機械研發部門開發了很多優良的凸輪運動曲線。可以這么說，由于凸輪機構具有獨特的機械特性而不斷擴散到各個行業中。在機械高度發展的今天，很多機械構件越來越模塊化，您可以隨手拿來就用，但凸輪機構還不能這么做，您得計算、分析再設計，這個彎您是繞不過去的。
目前我們的現狀
大學的機械課程中，凸輪機構的教學及研究還停留在過去70、80年代的水平，遠不能滿足目前的需要，而社會上此方面的書籍資料也是鳳毛麟角，各個機械論壇關于凸輪的貼子也是片言只語，緯莫如深。
討論
有感于上述原因，我建議進行一次關于凸輪機構設計與應用的討論，討論的主要內容如下：
一、為什么要用凸輪機構
二、凸輪機構的設計要點
三、凸輪機構材料及圖紙表達
四、凸輪機構的加工
五、凸輪機構的檢測
請各位大蝦踴躍發言，不管對與錯，三個臭皮匠也頂個諸葛亮嘛，謝謝大家的參與。

[ 本帖最后由老腰于 2008-1-9 22:26 編輯 ]

作者: 老腰 時間: 2008-1-9 22:25
我先來個拋磚引玉，就我的工作經驗來談一下凸輪機構的優缺點以及與其他運動裝置的一些對比，說得不對的地方，請各位大蝦指正，我在這里先謝謝大家了。
凸輪機構最大的優點是可實現高速化，結構緊湊，可靠性高；最大的缺點是不可變，不能變更動作時間（角度）。
一、關于凸輪動作與氣缸動作的比較。
1、結構運動特性：  凸輪機構結構緊湊，可靠性高，可以實現高速自動化。在自動機械中，雖然也可以使用氣動裝置，但氣動動作結束時沖擊較大，當改變速度時，需要對節流閥進行調節，當生產速度提高較大時，氣缸裝置顯然無能為力。而用凸輪機構可以獲得平穩的運動，當速度改變時也可以保持同步。
氣壓易受壓力系統影響，當同一氣源的其他氣缸急速動作時，氣壓會下降，氣缸的動作也會產生變化，而凸輪始終處于穩定狀態。
2、運動的時序性：  氣缸的動作是一個接著一個的，必須是一個動作完成后才能進行下一個動作。凸輪的位移（角度）與時間是確定的，動作是可以疊加的，一個動作未結束時可以開始下一動作，因此可以縮短循環時間。
3、故障率：  設計良好的凸輪機構可以使用到設備的終生，氣缸則無法達到此要求。
4、動作變化性：  當需要變化動作的次序與時間時，顯然凸輪機構無能為力。凸輪機構一旦設計使用，基本上是不可改變的（除了有些設計成可調角度的凸輪勉強能調整一點角度外），是剛性的。氣動則不然，可以通過PLC進行調整，是柔性的。
5、能耗  毫無疑問，凸輪的能耗要比氣缸裝置少，從能量的轉換來說，氣缸的能量是空氣壓縮機轉換過來的，存在著轉換損失和管道的嚴重泄露。此方面的介紹請看附件《壓縮機能耗》，此資料來自本社區淅開線網友，在此因未征求淅開線社友同意而擅用他的資料表示道歉，以下鏈接可到他的博客查詢。http://www.ytsybjq.com/?uid-27869
二、關于凸輪動作與伺服控制系統的比較
不容置疑，伺服控制由于有強大的適應性與靈活性在當今占據著越來越重要的地位。
伺服控制可以摸擬運動曲線而獲得很好的運動動力特性，很多優良的運動曲線也是應伺服需要而開發的。與凸輪機構比較，主要差異是可變性與不變性。前面說到，伺服具有強大的適應性與可變性，而凸輪機構的動作行程、同步和運動特性是不變的，無論負荷發生了多少的變化，其運動狀態是不會發生變化的。伺服機構通過伺服電動機進行數字控制實現運動控制，使用同一運動曲線的凸輪機構與伺服機構產生不同的運動動力效果。比較遺憾地說，在此方面凸輪機構還略勝一籌。
此方面的比較請看附件MPG格式文件，《與伺服系統對比（左伺服右凸輪）》，需要說明的是兩個機構都使用了改變正弦(MS)運動曲線。

作者: XMLYH 時間: 2008-1-10 07:26
盤形凸輪，圓柱凸輪和移動凸輪，在設計使用中，各有優缺點。使用用途一般是兩個方面，一個是鎖緊作用，一個是起到定位導向作用。在定位鎖緊這方面，它明顯的特點是剛性大，是優點也是缺點，容易對產品造成外表硬傷，另外它也怕震動，會造成鎖緊松動。現在有用氣動或液壓機構來代替它的。至于凸輪的另一個作用－定位導向作用，這個可以說是凸輪最實用的價值，一般還找不到更合適更簡單的機構來代替它。當然它的導向軌跡是它的硬傷，一般只限制在一個平面內的曲線或往復線段，或者限制在一個圓柱面內的起伏曲線.

作者: 老腰 時間: 2008-1-10 21:40

原帖由 XMLYH 于 2008-1-10 07:26 發表
盤形凸輪，圓柱凸輪和移動凸輪，在設計使用中，各有優缺點。使用用途一般是兩個方面，一個是鎖緊作用，一個是起到定位導向作用。在定位鎖緊這方面，它明顯的特點是剛性大，是優點也是缺點，容易對產品造成外表硬傷， ...

2樓的Yours大俠，請具體談談凸輪的鎖緊作用與定位導向作用。謝謝！

作者: 湘里狼 時間: 2008-1-10 22:07
支持老腰大俠的建議，歐美及日本等發達國家，在機器上大量的采用了凸輪機構，穩定性非常高。希望各位熟悉凸輪的大俠來討論，謝謝！

作者: 湘里狼 時間: 2008-1-10 22:15

原帖由 XMLYH 于 2008-1-10 07:26 發表
盤形凸輪，圓柱凸輪和移動凸輪，在設計使用中，各有優缺點。使用用途一般是兩個方面，一個是鎖緊作用，一個是起到定位導向作用。在定位鎖緊這方面，它明顯的特點是剛性大，是優點也是缺點，容易對產品造成外表硬傷， ...

朋友，雖然我不精通凸輪機構，您說的凸輪機構剛性大，會把產品表面弄傷；那么，氣缸的剛性就小嗎？氣缸就不會把產品表面弄傷嗎？如果是想用凸輪機構來夾緊產品的話，在前面加一個彈簧裝置不就OK了嗎？我們公司的自動機，從日本買過來的，全部是凸輪機構的，非常的穩定，想比之下，氣缸機構的機器，是經常要維修，今天更換電磁閥、明天更換感應開關。

作者: 老腰 時間: 2008-1-10 23:20

原帖由 湘里狼 于 2008-1-10 22:15 發表

朋友，雖然我不精通凸輪機構，您說的凸輪機構剛性大，會把產品表面弄傷；那么，氣缸的剛性就小嗎？氣缸就不會把產品表面弄傷嗎？如果是想用凸輪機構來夾緊產品的話，在前面加一個彈簧裝置不就OK了嗎？我們公司的自 ...

湘里狼小兄弟，你好。
我想凸輪機構與伺服機構、氣動機構相比，最主要的區別在于可變與不可變。
可以變的是伺服與氣動機構，通過PLC進行動作變化，設計及改造的周期短，很快能適應生產，大量應用在短銷售壽命產品的機器上，如消耗性的電子產品等。
反觀凸輪機構則不可變，其設計、制造的周期相對較長，適用在穩定長銷售壽命產品的機器上。

作者: syw開門造車 時間: 2008-1-11 00:35
老腰友好！

你的發言：凸輪機構最大的優點是：可實現高速化，結構緊湊，可靠性高；
1、可實現高速化-----------指頻率。
2、結構緊湊-----------------指體積。
3、可靠性高-----------------指各動作步驟協調。
.
好象少歸納了一個優點，既：精度。

我們網站以前討論“印刷機械給紙機設計”那個帖中有過這方面的討論。
幫你做個鏈接。

syw 080111---00.35

//*****************************************************
印刷機械給紙機設計（多家對比）
http://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=24530&page=1

作者: 老腰 時間: 2008-1-11 01:07
總工，你好。
1、高速化----高速度，換言之是高效率。
2、結構緊湊----體積小。
3、可靠性高----穩定，故障率低。
凸輪機構的精度高是沒錯，但只是與氣動比較，與伺服控制相比就優勢不大，而且伺服控制有取代凸輪之勢。
我是多次看了印刷機械欄目關于凸輪的討論，臘月的黃牛網友上傳的凸輪圖也收藏了，他們的討論也很到位，深入到行業的具體問題了，但我覺得還不夠廣泛。

作者: syw開門造車 時間: 2008-1-11 01:54
老腰友好！

伺服控制有取代凸輪之勢！

我非常認同。在我們網站，我曾發過一個帖：<與我有關的機電一體化的故事>
在那個帖中談到的項目技術要求是：

一個直徑45毫米，長300毫米，重約500克的物體，讓其頻繁的高速啟動、停止。
一個工作循環是：啟動----軸圓周旋轉45度停止----軸向后退10毫米停止----軸圓周
高速旋轉1395度（總計4圈）停止-----軸向前進10毫米復位停止。
技術要求是：每分鐘完成120個工作循環，旋轉定位精度==0度。軸向定位精度0毫米。
//*****************************************************
在我之前，我國該行業普遍用的是“馬爾他機構”，噪音特大，維護難。

1992年時，該行業的工程師發明過“伺服氣缸結構”，沒有成功。

2002年，該行業的工程師發明成功了“電磁離合器+凸輪+電磁磨擦片剎車”結構，
存在的問題有兩個：
1、是控制不準（采用的控制技術不當）。
2、是工作一段時間，徑向定位不準，時常需要調整。
//*******************************************************************
現在用的是我的方案：單片機+步進電機+齒輪轉動+閉環檢測
最后達到的指標是：每分鐘完成134個工作循環。角度定位精度==0度，軸向定位精度==0毫米，
而且噪聲非常低，功耗非常的低，重量非常的輕。

所以我認同你的觀點：伺服控制有取代凸輪之勢！

syw 080111---01.53

//**********************************************************
與我有關的機電一體化的故事
http://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=41917

[ 本帖最后由 syw開門造車于 2008-1-11 02:12 編輯 ]

作者: changct 時間: 2008-1-11 09:56
現在使用電子凸輪的趨勢越來越明顯，主要是多個動作匹配時，凸輪連桿機構的設計非常復雜，同時空間結構也很大，產品變更時的維護性不方便，所以會把動作分開，使用運動CPU控制伺服，非常方便，關鍵是電子凸輪的價格越來越便宜，電子凸輪現在在半導體設備上使用非常廣泛，我的設備上已經開始把機械凸輪向電子凸輪更改，而機械凸輪在通用設備上的使用還是很普遍的，畢竟他是機械設計的較高境界啊！

作者: 老腰 時間: 2008-1-11 23:36
請11樓的Changct網友和各位網友具體談一下關于電子凸輪在電子行業的應用情況或實例。謝謝！

作者: 湘里狼 時間: 2008-1-11 23:58

原帖由 changct 于 2008-1-11 09:56 發表
現在使用電子凸輪的趨勢越來越明顯，主要是多個動作匹配時，凸輪連桿機構的設計非常復雜，同時空間結構也很大，產品變更時的維護性不方便，所以會把動作分開，使用運動CPU控制伺服，非常方便，關鍵是電子凸輪的價格越 ...

電子凸輪好像和機械凸輪是兩會事吧！
電子凸輪又叫“旋轉編碼器”；電子凸輪只能檢測轉動角度，再輸出信號，當電子凸輪轉動一個角度時，變會有一個信號輸出；而不能用來直接驅動機械手之類的機械部分。

作者: 老腰 時間: 2008-1-12 00:41
如果說電子凸輪只是角度編碼器，那是不起驅動作用。我還還理解為伺服驅動的了。

我所了解的伺服驅動(NC 馬達)目前只能驅動小慣性的機構。比如伺服直接驅動的旋轉分度工作盤，如果盤面直徑比較大，旋轉慣量比較大，伺服驅動可能做得到，但造價會很昂貴；比如在一些較小驅動力的間隔動作的機構上，伺服機構可以做得很完美，但是造價也不小。
前面總工的貼子里“與我有關的機電一體化的故事”鏈接的實例，是慣性較小的應用，里面軸的角度變化很大的，先是轉45度，再是轉1395度，后軸向走10mm，這樣的變化幅度直接用凸輪驅動是做不到的，總工有提到有人用凸輪加離合的辦法，那就喪失了凸輪應有的運動精度，此時用凸輪已經沒有意義了，也難怪會失敗。

作者: syw開門造車 時間: 2008-1-12 01:45
兩位友好！
.
我當工人時是電力機車車上電器部分的維修工人，電力機車上的調速控制采用的是：
===48V直流電+凸輪控制器+電控氣動開頭+電組箱+1500V直流電機
.
上傳幾個“凸輪控制器”的資料，不知11樓的網友所說的電子凸輪是否指的這個東西。
.
syw 080112---01.45

[ 本帖最后由 syw開門造車于 2008-1-12 01:54 編輯 ]

作者: 老腰 時間: 2008-1-12 01:53
總工好。謝謝你的資料！
凸輪控制器現在很少使用了，由于多數機器都有PLC，用角度編碼器更利于調整。

作者: hdxpxp 時間: 2008-1-12 14:46
看來樓主對凸輪設計如數家珍，娓娓道來，的確增長知識。機械設計中，有時的確不好決定使用氣動還是凸輪，還是伺服系統。在我的工作經驗里，主要從工作速度、時序要求、從傳動過程的精度要求、否有氣源、工作中是否要變更參數，還有研制成本等等方面來確定是否采用凸輪。

作者: shili30 時間: 2008-1-12 19:02

在之前我還在想凸輪與汽缸的應用的工況！聽大蝦們的討論真有種撥開云霧的感覺。不過還有很多沒理解不到位！像你們說的伺服驅動，我更是沒接觸過！慚愧，對控制

希望大蝦們繼續踴躍討論！讓我們好好學習一下！謝謝！
頂！！！

作者: 老腰 時間: 2008-1-13 01:32
歡迎hdxpxp和shili30社友加入討論。
其實凸輪的設計與應用也不是三言兩語能說清楚的，一家之言不足信。如果大家都能將自已的心得體會都說一說，討論會更廣泛，內容更豐富。所謂仁者見仁智者見智，參與討論和未參與討論的社友各取所需而已。

作者: 勘察加 時間: 2008-1-14 16:26
時代在變，樓主錄像里面的那種問題現在的伺服只要調整幾個參數就解決了（速度前饋值）

尤其現在盤式伺服電機（扭矩電機）應用逐漸廣泛后，分度用的凸輪系統也快到盡頭了

作者: tmljs 時間: 2008-1-14 17:27

原帖由 hdxpxp 于 2008-1-12 14:46 發表
看來樓主對凸輪設計如數家珍，娓娓道來，的確增長知識。機械設計中，有時的確不好決定使用氣動還是凸輪，還是伺服系統。在我的工作經驗里，主要從工作速度、時序要求、從傳動過程的精度要求、否有氣源、工作中是否要 ...

非常贊同你的觀點!

作者: a杜 時間: 2008-1-14 17:51
哪位大蝦知道阿基米德凸輪呀，我只在第二版的機械手冊中見到過一次，是在一個實現往復運動的機構中應用的，是一對蝸輪蝸桿減速后，帶動蝸輪軸上的阿基米德凸輪（書上說是等速凸輪）旋轉，然后帶一滾子連桿做直線勻速運動，桿另一端有一鉸鏈，帶動一中間為支點的擺桿做往復勻速運動，并且擺桿的中間支點可以調位置，也就是最終的運動行程可以放大縮小，我覺得是一個挺好的機構，可是我后來到書城找凸輪的書，上面居然沒有這種凸輪，并且新版的機械手冊上也沒有這個例子了

有點納悶 ......

作者: 老腰 時間: 2008-1-15 23:56
a杜，你好。
如果你用等速運動曲線凸輪反映在擺桿的導線輪上是得不到等速的效果的。擺桿運動可以做到等角速度，但由于擺桿是擺動運動，而繞線是需要直線等速運動，這里面就有弧線與直線的關系，繞出來的線就變成一頭密一頭疏（具體看擺桿與繞線輪之間的位置關系），擺桿中擺動支點與導線輪之間的距離和支點與滾子的距離的杠桿比越大，這種現象越明顯，這點通過畫圖不難發現，當然你可以求出他們之間的關系。
我想應該以作圖法設計凸輪，以你需要的繞線距離與擺桿的角度關系反求擺桿的擺角(等分繞線距離得出對應的擺桿擺角)，從而找出凸輪滾子的實際中心軌跡，這樣就可以設計出這個凸輪機構。
另外，社區里有凸輪設計的資料，搜查一下可以找出來，有什么可以給我發短消息。

[ 本帖最后由老腰于 2008-1-15 23:59 編輯 ]

作者: 心結 時間: 2008-1-16 09:22
感覺凸輪的加工也是一個比較麻煩的，不過現在數控的采用也使得凸輪的精度很高了

麻煩大家告訴我SW的凸輪下的參數是什么意思好么……

作者: 老腰 時間: 2008-1-17 23:31

原帖由心結于 2008-1-16 09:22 發表
感覺凸輪的加工也是一個比較麻煩的，不過現在數控的采用也使得凸輪的精度很高了

麻煩大家告訴我SW的凸輪下的參數是什么意思好么……

心結請說明白加工的凸輪的具體要求如何?

作者: skudy 時間: 2008-1-19 01:08
各位大俠別光說啊，拿出幾個例子來不是更能說明問題么，這樣講理論不太直觀了。一圖解千言啊！

作者: 郭棚機器 時間: 2008-1-20 23:30
標題: 回復 1# 的帖子
可以采用高速分割機構啊

作者: 郭棚機器 時間: 2008-1-20 23:33
也可以采用共軛凸輪驅動分度但是效果沒有分割機構好，電腦鑼的換刀機構就是用的分割機構。

作者: 郭棚機器 時間: 2008-1-20 23:42
凸輪的優點也是缺點，但是造價低，制造容易，在一般的機械設計當中是首選，但不如單片機·步進馬達那樣柔性大且可以模組化，在比較狹窄和惡劣的環進行穩定的工作要占優勢。

作者: 趙武堂 時間: 2008-1-24 11:39
標題: 回復 29# 的帖子
我覺得凸輪機構比較可靠,我們設計自動機構的時候大多考慮凸輪或分度機構來聯動,
如果是通過控制來動作一來增加了動力裝置,二來沖擊振動大容易損壞降低可靠性.

作者: 湘里狼 時間: 2008-1-25 22:01

原帖由心結于 2008-1-16 09:22 發表
感覺凸輪的加工也是一個比較麻煩的，不過現在數控的采用也使得凸輪的精度很高了

麻煩大家告訴我SW的凸輪下的參數是什么意思好么……

這個手冊上有介紹，不過你先要學習凸輪方面的知識才行，不然的話，怎么都無法理解的！

[ 本帖最后由湘里狼于 2008-1-25 22:18 編輯 ]

作者: 湘里狼 時間: 2008-1-25 22:17
回復 29# 和30# 的朋友，你們好，凸輪設計是機械設計中至關重要的一部份，整臺機器能用凸輪聯動的話，那更是不得了！！！
本人不才，在一家鬼子公司混飯吃，也搞一些小小的非標機設計；鬼子不相信我們的技術，全要我們做些簡單的機器，復雜的機器全部是從日本運過來的，而且是很舊的，大約有20多年了，一看里面，全是凸輪聯動的，整機就由一臺馬達+幾個離合器帶動。
受不了鬼子的氣，一直很想學習凸輪方面的知識，但是一直在門外徘徊，始終無法深入了解

兩位大俠，如果可能的話，請多給我們一些學習的機會！謝謝啦！

作者: 郭棚機器 時間: 2008-1-30 23:12
標題: 回復 32# 的帖子
呵呵，我也是在學習國外的先進的機械設計，畢竟百年的差距。學夷制夷，多多學習人家的長處。日本人是世界上最優秀的學生哦，別小看他們

作者: ccwx74 時間: 2008-2-25 21:19
對，“伺服控制有取代凸輪之勢”，但不會全部替代！！

作者: 哈奇 時間: 2008-2-26 08:02
發動機上，控制進氣，出氣的，就是采用凸輪機構！頂

作者: abcit 時間: 2008-3-4 10:50
凸輪可以說是搞非標的最高境界。

作者: 斷刀 時間: 2008-3-9 12:12
貼個凸輪聯桿+氣缸共用的設計圖片

作者: 一覽眾山小 時間: 2008-3-9 13:59
我不理解你表達的意思；有點糊涂

作者: 海貍鼠 時間: 2008-3-10 14:42

原帖由 郭棚機器 于 2008/1/30 23:12 發表
呵呵，我也是在學習國外的先進的機械設計，畢竟百年的差距。學夷制夷，多多學習人家的長處。日本人是世界上最優秀的學生哦，別小看他們

想請問前輩你們是通過什么途徑學習的？參觀別人的機器琢磨它們的實現原理？看國外的原文資料還是。。。？

作者: bobo973 時間: 2008-3-10 15:38

原帖由 yuxiumei 于 2008-3-10 14:42 發表

想請問前輩你們是通過什么途徑學習的？參觀別人的機器琢磨它們的實現原理？看國外的原文資料還是。。。？

我想一些專業書加上具體實例就可以了吧。資料即使很多，但是不接觸實際也是模棱兩可啊。

作者: 郭棚機器 時間: 2008-3-10 17:58

原帖由 yuxiumei 于 2008-3-10 14:42 發表

想請問前輩你們是通過什么途徑學習的？參觀別人的機器琢磨它們的實現原理？看國外的原文資料還是。。。？

不敢當前輩,叫我兄弟好了
我是通過經常慘疼的失敗再學習的,回頭想想中國的教育,失望！

作者: 皓月當空 時間: 2008-3-11 10:42
凸輪的形式非常多，如果能都精通那就超一流的專家了。
我同意現在有一部分凸輪機構被伺服系統取代了，但是有些地方還必須采用
機械凸輪的。例如印刷機上的遞紙凸輪，這是印刷機里面設計要求最高的地方，
現在大都采用共軛凸輪，來提高高速時的穩定性。這部分無論是國際上最先進的
印刷機還是國內的還都采用機械式凸輪。而在印刷機上的離合壓部分，
以前都是采用兩個凸輪來完成離合壓動作的，而現在較高檔一點的印刷機上都采用
兩個氣缸來完成。因為這份采用氣缸后能夠簡化機構而且操控性更好。
而遞紙部分如果采用精密伺服機構也能夠實現其功能，但是這一部分需要頻繁的
往復工作而且加速度非常大，那么勢必要采用大功率的伺服機構但是這在經濟上
不劃算的而且在斷電的情況下還要保持不和其他機構發生干涉。所以在這個地方采用伺服機構并不合適。所以在一個設備中采用什么機構要綜合考慮。這就要求設計師有廣泛的知識面。
附帶一個遞紙凸輪的視頻。

作者: abcit 時間: 2008-3-11 10:46
確實，凸輪可是機械自動化的最高境界。

作者: 老腰 時間: 2008-3-11 21:06
各位好，久違了。
談到凸輪各位也提到了不少，現在我想談談我的一點看法。
凸輪設計不能脫離所設計的機器的工藝要求，首先我們要清楚地知道機器的布局（Layout），各個步驟的動作要求及時間。有的動作要求等速運動如切削運動，有的動作要求最大加速度如沖動剪切；關于時間，出除了必須保證有一定工藝時間以進行工藝加工外，其余時間可視為輔助動作可安排的時間。其次，我們要根據已知的動作和時間要求編排出各機構的動作循環圖，這里講的動作循環圖不只是凸輪機構才用到，氣動、電磁驅動、步進驅動也同樣需要。這是總領全局的的一張圖表，整臺機的動作運動全在這張表上來體現。在這張表上橫格（橫坐標）是時間或角度，縱格（縱坐標）是各動作對應的時間或角度，同時需要的參數有動作的行程或角度，動作的速度或角速度，動作的加速度或角加速度，我們選擇了這些參數同時也表示我們選擇了凸輪的運動曲線，這對我們以后進行凸輪機構的設計分析有著十分重要的意義。當然我們也可能發現表里參數在實際的設計中不可能實現，這時我們要對這個表進行重新編排。有可能只是稍稍調整一小部分；也有可能牽一發而動全身，整個表重新進行編排。此表的建立視乎各個人對所進行設計的機器的工藝理解和掌握而論，有的朋友會很快熟練，有的會反復多次才掌握。關于此表相關的資料，國內的資料很少提到，但國外的設計流程都有提到，有興趣的朋友可以下載一些英文版本的資料來閱讀。

現附上我所使用的表格，里面的內容因涉及公司的機密已刪除，希望大家能理解。

作者: 鷹之舞 時間: 2008-3-17 11:40
凸輪在五金車削方面應用很廣,如凸輪走刀機,凸輪走心機,車削精度和產能表現的非常出色,

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-20 20:34
標題: 凸輪機構組成的機械手，請大家來共同優化設計
大家好，類似這樣的機械手，在日本已經做成了標準化，很多機器上面都有用到這樣的機械手。
這個是我重新設計的一套機械手，貼出來，請大家幫忙進行優化設計，請各位高手布惜賜教，謝謝！

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-20 20:38
下面是SW2008 格式的源文件，

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-20 20:42
繼續上傳源文件，

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-20 20:46
繼續上傳源文件，共7卷

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-20 20:50
最后一卷了，全部的源文件都已經上穿完了。

作者: 熊貓 時間: 2008-3-20 21:40
今天公司剛好買回來兩臺日本的機器人，和我們自己設計的作了一下對比，不管是實用功能上還是外圍包裝上.看人家那做的簡直是工藝品一樣，根本沒有的比啊。

作者: 紅瓤地瓜 時間: 2008-3-20 22:22
版本太高~不適合交流

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-20 22:29

原帖由 紅瓤地瓜 于 2008-3-20 22:22 發表
版本太高~不適合交流

實在抱歉，我的電腦只能安裝SW2008版本的

，因為我的系統是Vista的，請大家見諒

建議大家下載2008版本的，在以前的版本上有了很大的改進，相信您一經使用，將會愛不釋手

作者: 老腰 時間: 2008-3-20 23:48
湘里狼，你好。
請把凸輪運動循環圖、凸輪的基本尺寸、凸輪的運動曲線、擺桿與凸輪的相對位置轉成CAD或貼圖出來，大家才好進行討論。

作者: 一劍飄紅 時間: 2008-3-21 00:05
你可以把它另存成低版本嗎？

作者: 郭棚機器 時間: 2008-3-21 00:34
湘里狼友：
看了你的設計，非常不錯！我下載了，明天帶到工廠里研究一下，正好我也有個類似的結構參考一下，謝謝了！
晚些時間再回復

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-21 00:44

原帖由老腰于 2008-3-20 23:48 發表
湘里狼，你好。
請把凸輪運動循環圖、凸輪的基本尺寸、凸輪的運動曲線、擺桿與凸輪的相對位置轉成CAD或貼圖出來，大家才好進行討論。

好的，我先把整機的尺寸轉成CAD格式的吧！
至于您說的凸輪的運動曲線、擺桿的位置等，今天是搞不了了，我的電腦沒有裝CAD，因為目前版本的CAD都不可能和Vista兼容。
再貼張照片，配合看CAD圖面時方便些

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-21 00:50

原帖由 一劍飄紅 于 2008-3-21 00:05 發表
你可以把它另存成低版本嗎？

不好意思，我試了下，不知道是我不會，還是軟件不支持轉成低版本的

不過我已經將其另存為ＣＡＤ的格式了，再配合所貼的圖片看，也差不多了

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-21 00:58

原帖由 郭棚機器 于 2008-3-21 00:34 發表
湘里狼友：
看了你的設計，非常不錯！我下載了，明天帶到工廠里研究一下，正好我也有個類似的結構參考一下，謝謝了！
晚些時間再回復

謝謝，能有您和老腰兩位凸輪高手的參與和指導，再加上社區其他高手的指導，相信一定能把這套機械手設計得很好的

其實幾個月前我就設計得差不多了，但是，期間由于忙其它的事情去了，因此擱到一邊去了，現在稍微有些空閑了，才翻出來。

作者: 大楊 時間: 2008-3-21 09:48
高手吶，你們都在哪高就啊？招不招打雜的呀

作者: 卓信 時間: 2008-3-21 09:54
改天我把一個專門設計凸輪的小軟件上傳一下，我記得是我們老師從國外帶回來的，挺好的。

作者: dy81sy 時間: 2008-3-21 09:55
沒看到cad版本的？！
等待交流。

作者: zhongguojun2008 時間: 2008-3-21 11:32
厲害！支持！

作者: 老腰 時間: 2008-3-22 00:05
最前端的上下運動的帶彈簧的活動桿不需要導向？目前只有一根軸。
如附件所示凸輪輪廓與孔不同心。

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-22 03:00
標題: 回復 19# 的帖子
你好，謝謝您的指導！導向是要的，就是不知道用什么辦法好些？
至于凸輪不同心得問題，應該是生成的時候出錯的緣故吧？因為凸輪是用SW軟件自動生成的，這個軟件有個奇怪的現象，就是自動生成凸輪以后，凸輪的外圓不是一個整體，而是由很多部分組成的，
那么在選擇和隨動器裝配時，就得一部分一部分的選擇了，而我是在凸輪的草圖里面進行了修改，所以可能會出現您所說的不同心得情況！

作者: 老腰 時間: 2008-3-22 15:08

原帖由 湘里狼 于 2008-3-22 03:00 發表
你好，謝謝您的指導！導向是要的，就是不知道用什么辦法好些？
至于凸輪不同心得問題，應該是生成的時候出錯的緣故吧？因為凸輪是用SW軟件自動生成的，這個軟件有個奇怪的現象，就是自動生成凸輪以后，凸輪的外圓不 ...

導向的問題，從你的結構看前端活動總價受力應不大，可以用小結構的滾珠花鍵作導向，也可以用雙軸導向。
關于凸輪輪廓的形成，一般我不會用軟件帶來的功能，多數是經自已計算后做出來的。我現正在嘗試輸入凸輪運動公式到EXCEL里生成數據后再鏈接到CAD軟件中的辦法。

作者: 天思 時間: 2008-3-22 20:51
機械手伸出動作是否有誤？拉簧固定位置不對吧。

作者: 從山從水 時間: 2008-3-23 08:47
能不能轉成較低的版本？？

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-23 19:26

原帖由老腰于 2008-3-22 15:08 發表

導向的問題，從你的結構看前端活動總價受力應不大，可以用小結構的滾珠花鍵作導向，也可以用雙軸導向。
關于凸輪輪廓的形成，一般我不會用軟件帶來的功能，多數是經自已計算后做出來的。我現正在嘗試輸入凸輪運動 ...

對，明白了，好像看到MISUMI 手冊上有標準的滾珠化鍵導向軸，而且不貴。
至于凸輪方面的細節問題，還有請您指導

！
麻煩您看看擺桿的安裝方法是否恰當？我使用的是MISUMI標準的帶座軸承，價格不貴，使用也很方便；但是有一個問題，“間隙”，因為軸承本身就有間隙的，那么在機器正常工作的時候，是否會有影響呢？
機器工作節拍是：馬達 1500轉/分、減速機 1：25、凸輪主軸約 1秒/轉。

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-23 19:37

原帖由天思于 2008-3-22 20:51 發表
機械手伸出動作是否有誤？拉簧固定位置不對吧。

是的，忽略了，應該把拉簧的一頭固定在底座上面，另一頭固定在擺桿上，

多謝您的教導，并請您繼續提出寶貴的建議

作者: 老腰 時間: 2008-3-23 22:12
擺桿宜用滾針軸承，因不受側向力，兩側用錫青銅材質做擋邊，用以軸向定位及減摩，這樣擺桿好加工，精度容易保證。

作者: 老腰 時間: 2008-3-23 22:17
因為是機械手，是否應考慮當不需要機械手動作時有限位的機構（氣缸或電磁鐵）？

作者: 老腰 時間: 2008-3-23 22:29
湘里狼網友，是否愿意將此貼與“凸輪機構的設計與應用--討論”的貼子關聯并作為其中一個如何進行具體設計的例子？
http://bbs.cmiw.cn/viewthread.ph ... %3D6&frameon=no

作者: 大頭小成 時間: 2008-3-23 22:36
樓主好厲害啊！很不錯！要好好向樓主學習！

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-24 02:02

原帖由老腰于 2008-3-23 22:29 發表
湘里狼網友，是否愿意將此貼與“凸輪機構的設計與應用--討論”的貼子關聯并作為其中一個如何進行具體設計的例子？
http://bbs.cmiw.cn/viewthread.php?tid=66304&extra=page%3D6&frameon=no

當然愿意啦，高興都來不及

，能夠有實例進行討論，相信會使大家的交流變得更輕松、更有趣

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-24 02:08

原帖由老腰于 2008-3-23 22:12 發表
擺桿宜用滾針軸承，因不受側向力，兩側用錫青銅材質做擋邊，用以軸向定位及減摩，這樣擺桿好加工，精度容易保證。

老腰大俠，你好，謝謝您的教導！問個基礎知識方面的問題，請您別用磚頭砸哦

，“滾針軸承”和“滾珠軸承”的區別是什么呢？都適合用于哪些機構？

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-24 02:18

原帖由老腰于 2008-3-23 22:17 發表
因為是機械手，是否應考慮當不需要機械手動作時有限位的機構（氣缸或電磁鐵）？

啊，您是擔心機器會有誤動作是吧；不需要工作的時候，馬達不轉，機械手就不動作
如果加了個限位機構的話，就要考慮機械手和限位機構的互鎖關系了，因為一但限位機構出故障，沒法讓位的話，那馬達在運轉，減速機就會打壞了

作者: 害怕伏櫪 時間: 2008-3-24 05:41

原帖由 湘里狼 于 2008-3-24 02:08 發表

老腰大俠，你好，謝謝您的教導！問個基礎知識方面的問題，請您別用磚頭砸哦，“滾針軸承”和“滾珠軸承”的區別是什么呢？都適合用于哪些機構？

唉，這個要批評湘里狼了。
手頭沒有設計手冊嗎？真沒有，去書店翻看。自己找到軸承部分，泛泛讀一下吧。

作者: craftsman 時間: 2008-3-24 07:02
啥時候把小日本的搞兩張圖瞧瞧

作者: 老腰 時間: 2008-3-24 22:12
我從社友們上傳的“包裝機械設計”中抽取兩個工作循環圖，請各位討論。

作者: 老腰 時間: 2008-3-24 23:34

原帖由 湘里狼 于 2008-3-24 02:18 發表

啊，您是擔心機器會有誤動作是吧；不需要工作的時候，馬達不轉，機械手就不動作
如果加了個限位機構的話，就要考慮機械手和限位機構的互鎖關系了，因為一但限位機構出故障，沒法讓位的話，那馬達在運轉，減速機就 ...

不是考慮誤動作。
作為機械手，有可能不動作的時候。比如檢測到沒有料，比如檢測到是廢料，此時機械手不應該有動作，或者不伸出或者不下行。此時需要一個小機構去限制機械手而不是限制電機的運轉。

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-25 00:17
哦，我明白您的意思了，專業就是專業

，這方面我真還沒見過，還請您能給些提示，謝謝

一直以來，我們的設計方法就是：產品定位移動---定位---檢測到有產品（良品）-------機械手動作

無產品 ------忽略或是報警，機械手不動作

有產品（不良品）----忽略或是報警，機械手不動作
有部分系列的產品，當機器沒有檢測到產品、或是檢測到不良品時，是可以忽略的，機械手不動作就行了；也有需要報警的，這個就要根據產品的要求來設定程序了。

作者: 渃梨梨 時間: 2008-3-25 00:33
其實我覺得既然討論你的設計時,最好帶上你的背景資料,如工藝路線以及其他參數,這樣討論會更有效果
我說這的原因是我不會SW,也沒裝這個軟件

作者: 老腰 時間: 2008-3-25 00:46
是呵，機械手不動作，我們用機械的方法去控制它，不是讓電機停轉。
渃梨梨的建議很好呵，不表達你的設計思路及其選擇的凸輪參數如何談論優化？

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-25 07:39

原帖由老腰于 2008-3-25 00:46 發表
是呵，機械手不動作，我們用機械的方法去控制它，不是讓電機停轉。
渃梨梨的建議很好呵，不表達你的設計思路及其選擇的凸輪參數如何談論優化？

好啊，今天我到車間拍張照片過來吧，哈哈！
這個機構可以用在很多地方，如：自動組立（把幾種部品用機械手來進行組立）；自動包裝（用機械手把產品取放到指定的位置）
都是一些很小的電子零部件，零件的重量幾乎可以忽略不計的。
現在我想把這個機構優化設計成標準的機械手，到設計機器需要的時候，直接調用就OK了。

作者: 鷹之舞 時間: 2008-3-25 08:41

原帖由 湘里狼 于 2008-3-24 02:18 發表

啊，您是擔心機器會有誤動作是吧；不需要工作的時候，馬達不轉，機械手就不動作
如果加了個限位機構的話，就要考慮機械手和限位機構的互鎖關系了，因為一但限位機構出故障，沒法讓位的話，那馬達在運轉，減速機就 ...

以前看過一款以臺灣產的減速電機.里面的結構拆開來看了下,唉,很精密,不用擔心轉動機構不轉,好像是離心式的,電機主軸跟變速器不是同軸的,具體也說不上來,但很受用,不過看這個結構付出的代價很大,挨了一頓罵呀,裝不回去了,搞了一個晚上才搞定呀,因為要借回臺灣維修,亂裝不行的

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-25 22:16

原帖由老腰于 2008-3-25 00:46 發表
是呵，機械手不動作，我們用機械的方法去控制它，不是讓電機停轉。
渃梨梨的建議很好呵，不表達你的設計思路及其選擇的凸輪參數如何談論優化？

今天到車間拍了幾張照片，先大概的了解一下這個機械手的用途吧！
下面的圖片是機械手把很小的壓縮彈簧，裝到部品里面去，只不過是把吸嘴換成了氣抓而已，其它都一樣的！

作者: 海山 時間: 2008-3-26 08:51
請教湘里狼大俠：壓簧是如何自動排列上料的？

作者: 燈火狼山 時間: 2008-3-26 09:23
討論凸輪機構是離不開你的執行件的具體要求的。僅僅LZ說的這些條件還談不到凸輪優化這一步，最多只能從基本的機械結構上改進一點點而以。比如說凸輪的升、回程稍微改進一下運動方式，以減少沖擊，根據LZ說的1RPS的轉速，余弦就足夠了，另外作為衡量機械手的一個重要指標，精確度，凸輪用力封閉是不好的，最好改成形封閉，不過成本要上來一點。
其它因為您提供的數據有限就不大好說了。
（如果你的執行件的受力不是太大，且在執行運行過程中對位置和速度沒有太高要求，只對起始和終止有要求的話，這個機構是個典型的可用氣動代替的東東。-----猜測）

作者: 杭州學徒 時間: 2008-3-26 09:57
關注中，回42樓海山，壓簧我判斷是振動盤自動排列上料。

作者: 海山 時間: 2008-3-26 10:27

原帖由 杭州學徒 于 2008-3-26 09:57 發表
關注中，回42樓海山，壓簧我判斷是振動盤自動排列上料。

彈簧易糾纏在一起，不知這個會不會？如不會，可用振動盤

如會，是否采用了紅帆船提供的氣吹方式？

作者: 海貍鼠 時間: 2008-3-26 10:35
真是學習了，我們小字輩的只能學習了

作者: zhangls11 時間: 2008-3-26 16:43
感覺只有視覺效果，關鍵參數沒有，無法進行進一步的分析

，請樓主完善一下！

作者: 清涼江 時間: 2008-3-26 22:57
標題: 求教
能指點些共軛凸輪設計的步驟嗎?有勞各位專家!!!

作者: 老腰 時間: 2008-3-26 23:36
本人沒有設計過共軛凸輪，請各位大蝦說說。

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-26 23:47

原帖由海山于 2008-3-26 08:51 發表
請教湘里狼大俠：壓簧是如何自動排列上料的？

壓簧是先用彈簧分離機，把彈簧分離到震動盤里面，再利用圓震和直震送料的。彈簧分離機有買的，日本產的幾千塊錢一臺。
至于有很多網友提到的參數不足的問題，現在我正準備把這篇貼子和老腰前輩的（凸輪設計與應用）貼子并聯，到時候將和大家詳細的討論凸輪設計方面的問題，屆時，請大家多來參與，暢所欲言，一吐為快！

作者: 老腰 時間: 2008-3-27 00:13
湘里狼網友，那條傳動帶看起來像同步帶，實際上是不是同步帶？

作者: 梧桐子 時間: 2008-3-27 00:19
恩不錯學習學習一下

作者: 湘里狼 時間: 2008-3-27 00:24

原帖由老腰于 2008-3-27 00:13 發表
湘里狼網友，那條傳動帶看起來像同步帶，實際上是不是同步帶？

不是的，那個傳送機構，也是由凸輪組合成的，日本的凸輪技術很成熟，每臺自動機上面，都用到了大量的凸輪，比如：送料、拿取、移動……等等
所以，我們要學習凸輪技術

作者: 梧桐子 時間: 2008-3-27 00:24
認同樓上觀點 ;伺服控制有取代凸輪之勢

歡迎光臨機械社區 (http://www.ytsybjq.com/)