图 2- 16 拼接变形等速曲线类跃度
观察图 2- 13和图 2- 14可以看到,用5次曲线+直线+5次曲线拼接的变形等速曲线其位移形状和速度形状与NJ内置的变形等速曲线非常类似,但拼接而成的变形等速曲线起最高速度(等速段速度)要比NJ内置的变形等速曲线最高速度低。而观察图 2- 15和图 2- 16可以看到,拼接出来的变形等速曲线其类加速度、类跃度都比NJ内置的变形等速曲线参数要大,且?1、?2同?的比值越小类加速度、类跃度相对来说就更大,故而实际使用中?1、?2的取值需要综合考虑设备运行平稳度、工艺要求等的关系。 在拼接曲线时,如不按公式(2.16)(2.17)计算数值进行设置,则形成不了变形等速曲线,使用中需要注意!!如下图 2- 17~图 2- 20所示,拼接的曲线与变形等速形状相差甚远。
图 2- 17 拼接曲线设置及位移图
图 2- 18 拼接曲线类速度
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图 2- 19拼接曲线类加速度
图 2- 20 拼接曲线类跃度
2.3.2. 变形梯形 Modify Trapezoid——修正梯形加速度运动规律
NJ中的变形梯形曲线属于机械凸轮机构从动件运动规律中的修正型等加速等减速运动规律中的修正梯形加速度运动规律。
等加速等减速运动規律的优点是类速度和类加速度的幅值较小,但是在运动的始、末两个位置和加速段与减速段衔接点上有柔性冲击。为了消除这种冲击, 可用3次项运动规律或摆线运动规律与之组合,构成修正型加速度运动规律。
梯形加速度运动规律简介
用3次项运动规律修正等加速等减速运动规律时,其类加速度线图呈梯形状,故称为梯形加速度运动规律。图 2- 21a是用于推程期的梯形加速度运动规律的运动线图。图中已规定了等加速区段和等减速区段所占的凸轮转角各为?/4,两端的等跃度区段的凸轮转角各为?/8,中部的等跃度区段的凸轮转角为?/4。图 2- 21b所示为回程期梯形加速度运动线图,其运动方程式的建立方法见2.4节。由于NJ的Cam曲线中并无这种运动规律曲线,且修正梯形加速度运动规律各方面性能更好,故在此不再列出其运动方程式。
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a
图 2- 21 梯形加速度运动线图
b
修正梯形加速度运动规律
上述梯形加速度运动规律中的类速度幅值为2.33h/?,为了进一步减小类速度幅值,可用摆线运动规律替代3次项运动規律,并与等加速等减速运动规律进行组合。图2-17a是用于推程期的运动规律线图,其中类加速度曲线呈变形梯形状,梯形的两腰各为1/4周期的正弦曲线。图2-17b所示为用回程运动的修正梯形加速度运动规律线图,其运动方程式的建立方法见2.4节。
a
图 2- 22 修正梯形加速度运动规律
b
根据各运动区段衔接点上位移、类速度、类加速度值无突变的条件和边界条件求得运动方程式如下:
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第一段 摆线运动加速区段:
?4????2h??1s?sin?????????2??4????????4????ds2h???1?cos?????d????2????????d2s8?4??? (2.23) d?2??h???2??2sin?????????d3s322?4???d?3??h???2??3cos?????????式中???0,?/8?
第二段 等加速运动区段
s?h??2?8???2??16???2???4?2???2?????dsh?8??d?????2????2??????????d2s? (2.24) d?2?8h????2??2?d3?sd?3?0???式中????/8,3?/8?
第三段 摆线运动区段
s?2h???1?4??????2?????1sin??44???????????ds2h??4????d?????2?????1?cos????????????d2sd?2??8?h???2??2sin?? (2.25) ?4??????????d3s?4???d?3??32?2h???2??3cos?????????式中???3?/8,5?/8?
第四段 等减速运动区段
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h?8?33?27??24?2??s????2??????2?16???????dsh8?????7??2???d????2??????? (2.26) 2ds8h????d?2???2??2?3?ds?0?d?3?式中???5?/8,7?/8?
第五段 摆线运动减速区段
s?dsd?d2sd?2d3sd?3?4????2h???1??sin????????2?2?4????????4???2h????1?cos????????2????????? (2.27)
?4??8?h??sin??????2??2?????2??4??32?h?cos????3??2????????式中???7?/8,??
2.3.3. 变形正弦 Modified Sine(组合摆线运动规律)
a
图 2- 23 变形正弦运动规律
b
在普通摆线运动规律的始、末区段,从动件运动速度变化相当缓慢,这会导致中间区段
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