凸輪曲線優(yōu)化

hoot6335

    本帖受@陽光MAN的一貼“奇怪的共軛凸輪，這樣的共軛凸輪怎么運動的http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=365002”啟發(fā),，由于陽光大俠事先沒說采用何種規(guī)律以及運動要求,，俺就猜了個MC，竟然蒙對了,。

( F! a, @. J$ p# r) L     論壇逛久了,，基本都是“修正正弦、修正梯形,、擺線,、3-4-5多項式”，本來嘛這些個曲線綜合性能也是不錯的,，也能用在像分度凸輪這樣高精度的場合,。但看多了也覺的煩,！好像凸輪設(shè)計只局限在這幾個曲線中一樣！由此,，產(chǎn)生了另開一貼的念頭,，來討論凸輪曲線優(yōu)化的問題。
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9 a* @# m7 p3 L7 e) N$ x( ^6 s    前序講完,，開始正題。
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# ]8 S3 }  G% N* a! G9 G1 \   首先,，俺們講“凸輪曲線優(yōu)化”,，其目的是什么？這要明白,，否則就會感角這個曲線不錯,，那個也行，陷入無從選擇的境地,。
若工況只對從動件的遠休止位置有要求,，那么運動規(guī)律的選擇面確實比較寬，只要注意加速度的大小,、是否連續(xù),，就可以了。這中情況,，確實無所謂采用什么曲線（估計這就是大家都采用MC的原因了）,。
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    那大家有木有想過，若工況對從動件的速度有嚴格要求,，該怎么辦,？比如，對擺動從動件,，現(xiàn)在要實現(xiàn)擺桿在某一段時間內(nèi)以等角速度w運動,，該怎么設(shè)計凸輪？這時還采用“修正正弦”嗎,？要知道“修正正弦”的V值特性只是峰值,，即最大，無法保持恒速,！那其他的曲線呢,？感興趣的童鞋可以查手冊、查資料看看是否有滿足,。有人說,，不有等速、梯形類的曲線嗎,？對,，是有,！但我要是對加速度A還有要求，除了連續(xù)外,，還要控制在某一范圍之下,，請問怎么辦？

     以下借用@陽光MAN的例子,，做優(yōu)化（當然,，優(yōu)化有很多方法，不局限一種,，但優(yōu)化的目標都是一樣的,。為了去除工況的影響，需要引入無量綱的概念,，不清楚的童鞋可以翻設(shè)計手冊,，上面講的很詳細）。
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   本貼的優(yōu)化目標：

- Z+ v( k' T6 J, U4 B: r9 C3 {1.某一段時間內(nèi)使從動件保持恒速,；
2.曲線最大加速A盡量小,，并保證連續(xù)；
8 B/ b! K, u0 P) [, ~& ?. L3.躍度盡量�,。�關(guān)系到高速轉(zhuǎn)動時的震動問題）,。目標既然有了，卻發(fā)現(xiàn)沒有現(xiàn)成的曲線數(shù)模能滿足,，不用急,，那就響應(yīng)MAO主席的號召“有困難要上，沒困難創(chuàng)造困難也要上”——讓我們來創(chuàng)造滿足要求曲線吧,！既然正弦加速連續(xù),、梯形又能保證V在某一段時間不變，那何不把兩者結(jié)合起來,，組成新的曲線呢?好,，說到這兒，懂的童鞋笑了,。不懂的沒事,，回去翻機械設(shè)計手冊，先搞懂無量綱吧,。
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    回到正題,，@陽光MAN的凸輪進過上面講的原理，優(yōu)化成什么樣了呢,？上圖,！優(yōu)化后，目標1達成：基本有個15度的等速區(qū)間,，且V=1.704,，而修正正弦V=2,；目標2基本滿足：正向A=5.015，負向A=5.788,，而修正正弦A=5.528,；目標3躍度是不是比修正正弦還要小,？
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' \8 ]$ x# W/ G* e# J好了,，到此凸輪設(shè)計中比較重要的三大目標都實現(xiàn)了，那么優(yōu)化后的曲線怎么樣呢,？再此,，俺可以說優(yōu)化后的理論曲線與修正正弦的其實十分接近，但運動特性就是要好很多,。感興趣的可以自己比對,。
. H) N: l/ ~5 J8 G# }% W5 {順便說一下,，CAD是2010版的,。
+ [1 W% p* f, g4 h) _. U. S3 h再此，感謝下@陽光MAN大俠那貼的啟發(fā),，謝謝,！
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老鷹

@陽光MAN  

米fans

大俠們   研究的真深入啊     向你們學習了

zyz4190

其實凸輪在很多時候,，就是講究這些細微之處！

hoot6335

更正下,，修正正弦老外稱MS,，它的V=1.7596。修正梯形的V=2,。當然了V=2的曲線還有等加速,，擺線，非對稱擺線,，非對稱修正梯形,，非對稱擺線，單停留修正梯形m=1,。
# b* ~# f3 _2 H3 t# u9 a1 x; g俺們山寨老外凸輪機構(gòu),，基本采用三坐標抄數(shù)，稍微有點能力的就性隨便個MS,，梯形...等曲線用上去了,。機器最后是造出來了,，但性能確比的了人家嗎？人家速度起來萬兒八千的,，俺們的5000就框里哐當?shù)牧�,，當然要被人瞧不起！玩凸輪,，只有吃透了動力曲線,，才是正道！其他的,，都是低端,！山寨的再漂亮，價格再便宜都沒用,！因為這樣,，就會把行業(yè)搞亂。當整個行業(yè)都在惡性競爭時,，作為山寨的攻城師們怎么活,？

陽光MAN

hoot6335 大俠真是厲害啊，凸輪的曲線優(yōu)化最常見的就是幾種曲線進行組合來用,，我原來把老外的凸輪拆下來用抄數(shù)好了再作凸輪曲線的對比,，然后找與原始曲線接近的就基本可以認為是這種運動規(guī)律。

hoot6335

陽光MAN 發(fā)表于 2014-8-5 09:17
0 Z# P3 v3 C- M# G7 d4 ahoot6335 大俠真是厲害啊,，凸輪的曲線優(yōu)化最常見的就是幾種曲線進行組合來用,，我原來把老外的凸輪拆下來用抄 ...

對曲線要求不高，這么做確實是權(quán)宜之計,。曲線的優(yōu)化有兩個難點:一是組合曲線,，二是多目標優(yōu)化�,？梢赃@么說,，不同的人對同一個曲線進行優(yōu)化(哪怕優(yōu)化的目標是一樣的)，最終的結(jié)果都不相同,。正所謂每個人眼里都有不同的哈姆雷特,。

dxlong338

都是行家和高人啊

隨風用途

玩的深啊

相識是緣分

行家