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Cam曲线编辑
版本信息 |
修改内容 |
修改人 |
V1.00 |
创建 |
张晖 |
AS中的cam曲线编辑器可以创建平滑且具有一定精度的cam曲线。在编辑器中,cam曲线是通过固定点或者同步段直线进行定义的。
1. 固定点
固定点是cam曲线上的一个点。用户根据主轴的位置去指定从轴的位置,主轴位置值和从轴位置值即为该固定点的X和Y坐标值。
固定点的添加方式有很多种如下图所示:
固定点表格
固定点表格是用来定义和显示所有正在使用的固定点。
S ma.:固定点对应的主轴位置;
S sl.:固定点对应的从轴位置;
S, sl.:cam曲线函数在固定点处的一阶导数(速度);
S” sl.:cam曲线函数在固定点处的二阶导数(加速度)。
2. 同步段
同步段也是cam曲线的一部分,在曲线上,用户可以设定主轴位置和从轴位置的线性关系。
在同步段内,若主轴速度固定不变,从轴也会恒定运动,cam曲线是直线。
添加同步段的方法有很多种,如下图:
同步段表格
同步段表格是用来定义和显示所有的同步段。
S ma.1:同步段的起点对应的主轴位置;
S sl.1:同步段的起点对应的从轴位置;
S ma.2:同步段的终点对应的主轴位置;
S sl.2:同步段的终点对应的从轴位置;
Gradient:同步段的斜率或齿轮比(由以上四个参数决定)。
2.1 同步段的属性
同步段的属性也可以进行单独配置,通过鼠标右击cam编辑器中的同步段,打开同步段属性对话框,如下图:
2.2 同步段曲线端点配置
同步段的起始点除了在同步段表格里设置外,也可以在属性对话框里进行修改,如下图所示:
2.3 长度和斜率的配置
可以通过配置同步段的长度和斜率,来对同步段曲线进行修改,同时需要保留其左或右端点,如下图所示:
3. 插值曲线
两个固定点之间或同步段起始端点之间的函数曲线段称为插值曲线。
当两个端点位置改变时,它们之间的曲线段将得到重新计算,计算结果会确保cam曲线函数和它的一阶导数在过渡点处连续。
通过鼠标右击对应的cam曲线段,打开Curve Properties,可对曲线段的插值类型进行修改,如下图所示:
3.1 插值类型
3.2 加速度
插值曲线端点处的加速度值跟上图中加速度属性配置有关,在对话框中,可以修改设置,来决定插值曲线在起始端点处的二阶导数是否连续。
Mathematical notation:这里是指曲线在起始端点处的二阶导数;
Physical notation:这里指在起始点处的加速度值。
3.3 插值点
插值点是额外添加的点,插值曲线会通过这些点。通过添加插值点,用户可以改变插值曲线的形状。但是只有6阶多项式类型的和多项式样条类型的曲线才可以添加插值点。
点击AddNode按钮可以添加插值点,DeleteNode按钮删除选定的点。
3.4 拐点
拐点是插值曲线上的点,曲线在拐点处的二阶导数或加速度为0。拐点也是插值曲线由凸变凹的转折点。五阶多项式类型的插值曲线不能添加拐点。
3.5 从轴限值
对话框显示了当前插值曲线下,从轴位置的最小值、最大值、一阶导数(从轴速度)、二阶导数(从轴加速度)、三阶导数(从轴加加速度)、动态扭矩。
位置、一阶导数和二阶导数的极限值可以手动输入(INF表示正无穷大,-INF表示负无穷大),如果插值曲线上对应属性值超出任一限制值,当前值会显示成红色。
这些极限值并不影响插值曲线的计算。
4. Cam曲线属性设置
4.1 从轴的全局限值
3.1.5中极限值的设置是针对一段插值曲线。而通过cam曲线属性设置,用户可针对整个cam曲线,设置相关的极限值,从而避免了对每条曲线段单独设置和调整。
5. 机械cam曲线
Cam曲线编辑器可以导入和导出插值点。
5.1 导入插值点列
机械cam曲线的离散插值点列保存在csv文件中,cam曲线编辑器可以导入该文件,从而导入机械cam曲线。等距和非等距离散的cam曲线都可以导入到cam编辑器中。
计算出的电子cam曲线通常遵循插值点表格,所以不能被修改。一旦取消机械cam曲线和电子cam曲线之间的连接,一些操作选项便可以使用。
机械cam曲线导入方法如下:
机械cam曲线在编辑器里的显示效果如下图:
添加一条机械cam曲线后,如上图所示,编辑器中存在一条cam曲线(名为“Cam Profile”),同时也生成两条新的cam曲线“Mechanical cam profile”和“ Deviation”(Deviation为“Mechanical cam profile”曲线和“Cam Profile”曲线之间的差值曲线)。
“Mechanical cam profile”曲线呈现的是原始机械cam曲线,而且多项式限制范围也显示在图表中。用户可以在一定范围内改变限制范围,从而获得更高的精度。
“ Deviation”曲线是原始机械cam曲线“Mechanical cam profile”与计算出的cam曲线“Cam Profile”之间的差值。
5.1.1 设定插值模式
上图对话框中,用户可以选择不同模式,来计算cam曲线。
插值点的插值曲线精度从"Natural Spline"到"Best Fit"依次升高。然而插值点的离散形式会使各点处的速度和加速度增大。
在上图对话框中,用户也可以设定多项式的数量,图形视图里的多项式限制值可能会改变,从而在一定范围内提高曲线的精度。
5.1.2 机械cam曲线设置
如果一个cam曲线由359个点组成,若勾选"Use first point if last not given",曲线的第1个点同时也用作第360个点。勾选“Normalize”,主轴或从轴周期会被标准化为1。
如果用周期性的cam曲线(勾选 “Is cyclic Cam”),起点速度和终点速度的计算值相同,加速度也一样。
如果用非周期性的cam曲线,那么用户可以设定起点和终点的速度和加速度。
5.1.3 机械cam曲线的格式
机械cam曲线是以标准.csv文件格式存储的。
德语.csv文件格式:小数点是“,”(逗号),分隔符是“;”(分号);
英语.csv文件格式:小数点是“.”(点),分隔符是“,”(逗号);
文件内容的开头可以定义配置属性。但它不是必需的,这样的话,导入机械cam曲线时会自动配置相关属性。
文件中点的坐标值位于配置属性之后,第一列是X(主轴值),第二列是Y(从轴值)。对于等距cam曲线,文件中只需要输入从轴值,主轴值可以结合主轴周期计算出来。
Csv文件如下:
配置选项:
语法结构:% ...配置说明(空格)
将csv文件导入cam编辑器后,如下图,此时无法编辑Cam Profile,只有删除机械cam曲线后,用户才能修改Cam Profile。
5.1.4 删除机械cam曲线
删除机械cam曲线后,cam编辑器会自动保留Cam Profile、First Derivative和Second Derivative三条曲线,如下图:
5.2 导出插值点列
编辑器计算出的多项式cam曲线可以用于生成插值点表,方法如下图:
5.2.1 设置
在上图对话框中,用户可以选择输出的插值点数量,它决定了曲线的精度。导出的文件插值点是等距(沿曲线等距,而非沿坐标轴等距)的,只包含从轴值,如下图所示: