CN102141792A - 数字控制凸轮机构及其控制方法 - Google Patents

数字控制凸轮机构及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102141792A
CN102141792A CN2011100235272A CN201110023527A CN102141792A CN 102141792 A CN102141792 A CN 102141792A CN 2011100235272 A CN2011100235272 A CN 2011100235272A CN 201110023527 A CN201110023527 A CN 201110023527A CN 102141792 A CN102141792 A CN 102141792A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motion
cam mechanism
digital control
motor
screw pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011100235272A
Other languages
English (en)
Inventor
康晶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Minzu University
Original Assignee
Dalian Nationalities University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Nationalities University filed Critical Dalian Nationalities University
Priority to CN2011100235272A priority Critical patent/CN102141792A/zh
Priority to CN201610003864.8A priority patent/CN105425719A/zh
Publication of CN102141792A publication Critical patent/CN102141792A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种数字控制凸轮机构及其控制方法。数字控制凸轮机构由控制器、电动机和螺旋副传动机构组成，用螺旋副传动机构从动件的运动代替传统凸轮机构从动件的运动。数字控制技术使凸轮机构具有柔性，需要改变控制对象的运动规律时，只要通过改变编程数据即可获得从动件的预定运动规律。通过控制器编程对电动机的转角和转速控制进而控制数字控制凸轮机构从动件的运动参数。

Description

数字控制凸轮机构及其控制方法
一、技术领域
本发明属于机械控制技术领域，是一种数字控制机构，尤其是一种应用于包装机械、服装机械、印刷机械、卷烟机械、食品机械和自动机床等自动机械的控制和调节装置。
二、背景技术
凸轮机构是机械设备的常用机构，它能将旋转运动转换为预期的间歇直线往复运动或往复摆动等。凸轮机构从理论上讲，只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使从动件得到各种预期的运动规律。但是凸轮机构在实际中也存在着很大的局限性：一个凸轮轮廓曲线只能实现一种从动件的预定运动规律，若从动件运动规律随工作对象的变化需要改变时，凸轮需重新调整或者更换；凸轮轮廓曲线的复杂性使凸轮的加工制造和机构各部件的安装调整困难；凸轮机构是高副，接触应力大，无法传递较大的功率或力；凸轮机构在工作过程中高速运行，磨损快，长时间使用会使从动件的运动失真，因而不能应用在重复精度要求较高的场合；凸轮机构还存在压力角过大问题，为获得较好的力传递特性，只能增大凸轮的基圆半径，使凸轮体积增加，造成机构的紧凑性下降。本发明采用数字控制技术使数字控制凸轮机构具有柔性；理论上讲，一个数字控制凸轮机构通过改变编程数据可以具有无限种从动件的预定运动规律，而且控制精度高；采用螺旋副传动机构克服了高副的接触应力大、磨损快等不足，扩大了凸轮机构的应用范围和灵活性。
三、发明内容
本发明提供一种应用于机械控制技术领域的数字控制凸轮机构及其控制方法，该装置结构简单，计算方便，可以实现无限种从动件的预定运动，易于控制，成本低廉。
本发明采用如下技术方案：
数字控制凸轮机构由控制器(1)、电动机(2)和螺旋副传动机构(3)组成。电动机(2)可以是步进电机或伺服电机，螺旋副传动机构(3)安装于支架上；电动机经机械传动：可以是齿轮传动、蜗轮/蜗杆传动、同步齿形带传动或联轴器传动，带动螺旋副传动机构的主动件转动，该螺旋副传动机构的主动件(301)可以是螺杆或者螺母，螺旋副传动机构的从动件可以是螺母或者螺杆(302)进行轴向运动，完成数字控制凸轮机构从动件的运动，包括推程位移、运动速度和加速度的控制；用螺旋副传动机构的从动件替代凸轮机构的从动件。
本发明中的螺旋副传动机构从动件的运动参数通过控制器编程进行控制：从动件的推程位移通过控制器编程对电动机的转角进行控制、从动件的运动速度通过控制器编程对电动机的转速控制完成；从动件的推程、回程控制分别由控制器编程控制电动机的正转和反转完成；从动件的推程运动角、回程运动角由控制器编程控制电动机的转动时间确定；从动件的其它运动参数包括远休止角、和近休止角由控制器编程的延时控制。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.本发明采用数字控制技术使数字控制凸轮机构具有柔性；即一个数字控制凸轮机构通过改变编程数据可以具有无限种从动件的预定运动规律；
2.需要改变控制对象的运动规律时，只需改变编程数据，节省了凸轮的加工制造和机构安装调整的时间，扩大了凸轮机构的应用范围和灵活性；
3.本发明的执行机构采用螺旋副传动机构，克服了高副的接触应力大、磨损快、从动件运动失真等不足，控制精度高，可以应用在重复精度要求高的场合。
四、附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明实施例1的机械结构图
图3是本发明实施例2的机械结构图。
五、具体实施方案
参照图1，图2，一种数字控制凸轮机构及其控制方法，其数字控制凸轮机构由控制器(1)、电动机(2)、螺旋副传动机构(3)组成；电动机和螺旋副传动机构安装于支架上。本发明实施例1的安装方式是将电动机(2)与螺旋副传动机构(3)安装于支架的同一侧，这种安装方式可以使轴向尺寸结构紧凑。电动机经机械传动，本发明实施例1采用齿轮传动，将电动机的旋转运动传递给螺旋副传动机构(3)的主动件(301)，本发明实施例1是螺母，并带动从动件(302)，本发明实施例1采用螺杆，进行轴向运动，完成数字控制凸轮机构预定运动规律。
本发明中的螺旋副传动机构从动件(302)的运动参数通过控制器编程进行控制：从动件(302)的推程位移通过控制器编程对电动机(301)的转角进行控制、从动件的运动速度通过控制器编程对电动机的转速控制完成；从动件的推程、回程控制分别由控制器编程控制电动机的正转和反转完成；从动件的推程运动角、回程运动角由控制器编程控制电动机的转动时间确定；从动件的其它运动参数包括远休止角、和近休止角由控制器编程的延时控制。
电动机的旋转运动是由控制器控制完成的，其运动规律由从动件(302)的运动规律确定：
当从动件(302)的运动规律为等速运动，即直线运动规律时，电动机的转速为常数，即n＝C。其运动方程为：
ω = ω 0 · h Φ 0 · 1 i · 2 π T
当从动件(302)的运动规律为等加速运动即抛物线运动规律时，电动机的转速为一线性方程，其运动方程为：
ω = 1 i · 2 π T · 4 h Φ 0 2 · ω 0 2 · t
ω：电动机运动的角速度；
ω0：凸轮的旋转角速度；
i：机械传动的传动比；
T：螺旋副传动机构的基本导程；
h：数字控制凸轮机构预定运动的升程；
Φ0：凸轮机构的推程运动角；
t：数字控制凸轮机构预定推程时间。
参照图1，图3，本发明实施例2的安装方式是将电动机(2)与螺旋副传动机构(3)安装于支架的不同侧，这种安装方式可以在轴向没有尺寸要求而径向尺寸要求结构紧凑时。

Claims (2)

1.数字控制凸轮机构及其控制方法，其特征在于：由控制器、电动机、和螺旋副传动机构组成，电动机和螺旋副传动机构安装于支架上；电动机经过机械传动带动螺旋副传动机构的主动件转动，其从动件进行轴向运动，完成数字控制凸轮机构从动件的运动包括推程位移、运动速度和加速度的控制；用螺旋副传动机构从动件的运动替代传统凸轮机构从动件的运动。
2.根据权利要求1所述的数字控制凸轮机构及其控制方法，其特征在于：数字控制凸轮机构从动件运动参数的控制通过控制器编程对电动机的运动进行控制。
CN2011100235272A 2011-01-21 2011-01-21 数字控制凸轮机构及其控制方法 Pending CN102141792A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100235272A CN102141792A (zh) 2011-01-21 2011-01-21 数字控制凸轮机构及其控制方法
CN201610003864.8A CN105425719A (zh) 2011-01-21 2011-01-21 数字控制凸轮机构及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100235272A CN102141792A (zh) 2011-01-21 2011-01-21 数字控制凸轮机构及其控制方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610003864.8A Division CN105425719A (zh) 2011-01-21 2011-01-21 数字控制凸轮机构及其控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102141792A true CN102141792A (zh) 2011-08-03

Family

ID=44409375

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011100235272A Pending CN102141792A (zh) 2011-01-21 2011-01-21 数字控制凸轮机构及其控制方法
CN201610003864.8A Pending CN105425719A (zh) 2011-01-21 2011-01-21 数字控制凸轮机构及其控制方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610003864.8A Pending CN105425719A (zh) 2011-01-21 2011-01-21 数字控制凸轮机构及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN102141792A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104792625A (zh) * 2015-05-06 2015-07-22 大连民族学院 数字控制精密加载机构
CN113433888A (zh) * 2021-05-22 2021-09-24 天津中鼎泰克冶金设备有限公司 一种凸轮控制器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109708606B (zh) * 2019-01-21 2020-10-16 北京工业大学 一种基于运动参数表征的复合凸轮加工精度检测装置和方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1721734A (zh) * 2004-07-16 2006-01-18 博格华纳公司 差速传动执行机构
CN201405197Y (zh) * 2009-03-27 2010-02-17 阮洪伟 校直切断、搓花、倒角一体机
US20100290776A1 (en) * 2009-05-14 2010-11-18 Hoya Corporation Power transmission mechanism having cam-incorporated gear, and power transmission mechanism of imaging apparatus
CN101952618A (zh) * 2006-11-15 2011-01-19 罗蒂亚科技有限公司 位移转换机构和致动器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1721734A (zh) * 2004-07-16 2006-01-18 博格华纳公司 差速传动执行机构
CN101952618A (zh) * 2006-11-15 2011-01-19 罗蒂亚科技有限公司 位移转换机构和致动器
CN201405197Y (zh) * 2009-03-27 2010-02-17 阮洪伟 校直切断、搓花、倒角一体机
US20100290776A1 (en) * 2009-05-14 2010-11-18 Hoya Corporation Power transmission mechanism having cam-incorporated gear, and power transmission mechanism of imaging apparatus

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
康晶 等: ""凸轮廓形检测系统"", 《工具技术》, vol. 36, no. 9, 30 September 2002 (2002-09-30) *
阮宝湘 等: "《造型设计机械基础》", 31 January 2007, article ""常用机构"", pages: 99-100 *
陈世俊: ""一种用于凸轮设计的微机程序"", 《装备机械》, no. 3, 30 September 1987 (1987-09-30) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104792625A (zh) * 2015-05-06 2015-07-22 大连民族学院 数字控制精密加载机构
CN113433888A (zh) * 2021-05-22 2021-09-24 天津中鼎泰克冶金设备有限公司 一种凸轮控制器
CN113433888B (zh) * 2021-05-22 2022-05-10 天津中鼎泰克冶金设备有限公司 一种凸轮控制器

Also Published As

Publication number Publication date
CN105425719A (zh) 2016-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101673118B (zh) 组合式传动可变角度微位移调节装置
CN101244441B (zh) 数控冲槽机主机
CN106438889B (zh) 减速机的v型槽随动板
TW542783B (en) Slide-driving device in press machine and its driving method
CN206506405U (zh) 一种具有行程放大功能的往复运动机构
CN201380229Y (zh) 自动滚槽整形机
CN102141792A (zh) 数字控制凸轮机构及其控制方法
CN102310123A (zh) 水箱拉丝机的气动排线机构
CN104028847A (zh) 一种数控插齿机
CN201776918U (zh) 以滑座调整冲头高度的冲压机
CN106352043B (zh) 随动式驱动减速机
CN102152097A (zh) 精密伺服压机
CN102343409A (zh) 高速电脑数控卷簧机
CN209705091U (zh) 一种摩擦驱动的导轨结构
CN104898571B (zh) 阿基米德螺旋线插补机构
CN109475952B (zh) 切割单独的管的装置和方法及包括该装置的机器
CN102705352A (zh) 一种曲柄及其半径调节装置
CN202715752U (zh) 一种伺服驱动齿轮连杆滑块机构
CN208469074U (zh) 基于滚珠丝杆移动的3d打印装置
CN209668232U (zh) 连续间歇回转升降工作臂机构
CN207609749U (zh) 一种组合运动间歇机构
CN106763630B (zh) 纯机械无极调速装置
CN204327894U (zh) 一种使磨轮高速旋转运动中获得慢速往复运动的机构
CN205945381U (zh) 一种齿带式电缸
CN106337915B (zh) 关节机器人的随动式平稳减速机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110803