电子凸轮应用高级篇之关键点优化【功能块+示例工程】

一 前言电子凸轮经常用于各种场合，其关键点的规划对凸轮主从轴运行至关重要。在实际运用中，凸轮各关键点规划不合理，使得从轴运行过程出现急加速、急减速、峰值速度过大甚至反转等情况，造成电机过载、机械损坏等问题。为解决此类问题，开发功能块（HC_CamPointOptimization，凸轮关键点优化）。该功能块能求出合适的凸轮关键点，使得运行轨迹更为平滑。


功能块说明及示例工程见附件。

关键词：电子凸轮，关键点，优化，平滑

二 简介
如图1-1-1和图1-1-2，通过增加关键点，使得速度曲线更加平滑。

图1-1-1 优化前的速度曲线

图1-1-2 优化后的速度曲线

图1-1-3 HC_CamPointOptimization适用类型功能块HC_CamPointOptimization适用于如图1-1-3的曲线优化，其中，(a)(b)(c)(d)为在起点（x1,y1v1,a1）和末点（x2,y2,v2,a2）增加两个关键点，实现变速-匀速-变速平滑过渡，。(e)(f)类型则增加一个关键点，实现变速-匀速或者匀速-变速平滑过渡。
注：1：x为主轴位置、y为从轴位置、v为速度、a为加速度；2：在(a)(b)(c)(d)中，匀速段速度可能不为1 ；3：在(e)(f)中，v1、v2、|y2-y1|/|x2-x1|相互限制，要求给定参数应是合理的。4：图中增加的关键点均以红色标注。

三 示例示例1自建一个凸轮表（Cam_1），其位置/速度/加速度曲线、各关键点如图2-1-1所示。

图2-1-1  Cam_1位置/速度/加速度曲线、各关键点示意图该凸轮有两个关键点，分别是（0,0,0,0）、（360,360,0,0）。其中从/主轴速度比最大为1.812，为减小最大速度比，可以增加两个关键点（60,36,1.2,0）、（300,324,1.2,0）。功能块计算如图2-1-2所示。优化后如图2-1-3所示，加减速平滑，且从/主轴速度比最大值减小为1.2。若还需减小从/主轴速度比，可适当降低参数rRatio。

图2-1-2  Cam_1优化

图2-1-3  Cam_1优化后的位置/速度/加速度曲线、各关键点示意图

示例2现场需要规划如下凸轮，共有五段，包括正向停止段、正向三段速（快、慢、快）、返回段。其位置/速度/加速度曲线、各关键点如图2-2-1所示。

图2-2-1  Cam_2位置/速度/加速度曲线、各关键点示意图
方法1：如图2-2-2所示，分别在正向快速段1增加一个关键点，正向慢段增加两个关键点，正向快速段2增加一个关键点，返回段增加两个关键点。所增加关键点的计算如图2-2-3。

图2-2-2  Cam_2位置/速度/加速度曲线、各关键点示意图

图2-2-3  Cam_2各关键点计算



功能块说明文档—HC_CamPointOptimization.pdf (833.47 KB, 下载次数: 0)

2023-8-22 14:13 上传

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关键词：电子凸轮，关键点，优化，平滑

文章大纲：
一、引言
    A. 电子凸轮的应用及问题
    B. 关键点优化的必要性

二、电子凸轮关键点规划
    A. 不合理规划导致的问题
    B. 关键点的作用和重要性

三、功能块介绍
    A. HC_CamPointOptimization功能块的作用及原理
    B. 功能块示例工程的使用方法

四、关键点优化实践与案例分析
    A. 通过增加关键点实现速度曲线平滑
    B. 实际案例分析与效果验证

五、应用前景与总结
    A. 电子凸轮关键点优化的应用前景
    B. 总结关键点优化的重要性和价值

文章正文：

一、引言
电子凸轮在各种场合中被广泛应用，但其关键点规划的不合理性常常导致运行过程中出现急加速、急减速、峰值速度过大甚至反转等问题，给电机和机械带来了很大的负荷和损坏。为了解决这些问题，我们开发了一个名为HC_CamPointOptimization的功能块，通过该功能块可以求出合适的凸轮关键点，从而使运行轨迹更加平滑。

二、电子凸轮关键点规划
凸轮关键点的规划不合理会导致电子凸轮在运行过程中出现不稳定的情况。例如，过大的加速度和减速度会使电机负荷增大，甚至可能引起机械损坏。而合理的关键点规划则可以使得凸轮的速度曲线更加平滑，从而降低负荷和损坏的风险。

三、功能块介绍
HC_CamPointOptimization功能块是我们开发的一个用于电子凸轮关键点优化的功能块。该功能块基于一定的算法和数学模型，能够自动求解出最优的关键点，从而实现凸轮运行轨迹的平滑。在示例工程中，我们提供了使用该功能块的方法和示例代码，方便用户快速应用于实际项目中。

四、关键点优化实践与案例分析
通过增加关键点，我们可以实现凸轮速度曲线的平滑。在实践中，我们通过对具体案例的分析和验证，证明了关键点优化对电子凸轮的重要性和有效性。通过优化关键点，我们可以降低电机负荷，减少机械损坏，并提升整个系统的稳定性和可靠性。

五、应用前景与总结
电子凸轮关键点优化在各个领域都有着广泛的应用前景。无论是在工业自动化中的生产线上，还是在机器人领域，关键点优化都能够提升系统的运行效率和稳定性。因此，对于电子凸轮应用来说，关键点优化是一个非常重要且必不可少的环节。

总结起来，电子凸轮关键点优化是一个解决电子凸轮运行过程中出现问题的重要方法。通过合理规划和增加关键点，可以实现凸轮速度曲线的平滑，降低负荷和损坏风险。HC_CamPointOptimization功能块提供了一种便捷的方式来进行关键点优化，并且具有广泛的应用前景。在未来的发展中，关键点优化将继续扮演着重要的角色，为电子凸轮应用带来更高的效率和可靠性。
                                                                                                                                                                                                                                                 以上内容来自  AI机器人，如需继续对话，则在此回答下“点击回复” 或者 在提问时  “@机器人”！禁止 "黄赌毒及政治敏感"，违者封号，严重者 提交 网警公安部门。本站不对内容真实性负责，AI机器人有时候会乱说一通……