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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)要求，俺就猜了個(gè)MC,，竟然蒙對(duì)了,。
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0 \" V! O4 d3 i9 w) [2 T: Q     論壇逛久了，基本都是“修正正弦,、修正梯形,、擺線、3-4-5多項(xiàng)式”,，本來嘛這些個(gè)曲線綜合性能也是不錯(cuò)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(jì)只局限在這幾個(gè)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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. ~2 a  N! R. r: I- u6 D    前序講完，開始正題,。

   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(huì)感角這個(gè)曲線不錯(cuò)，那個(gè)也行,，陷入無從選擇的境地,。
" N0 _% V, @4 n4 V- S若工況只對(duì)從動(dòng)件的遠(yuǎn)休止位置有要求，那么運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇面確實(shí)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(shí)無所謂采用什么曲線（估計(jì)這就是大家都采用MC的原因了）。
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- a" U: p% r- W    那大家有木有想過,，若工況對(duì)從動(dòng)件的速度有嚴(yán)格要求,，該怎么辦？比如，對(duì)擺動(dòng)從動(dòng)件,，現(xiàn)在要實(shí)現(xiàn)擺桿在某一段時(shí)間內(nèi)以等角速度w運(yùn)動(dòng),，該怎么設(shè)計(jì)凸輪？這時(shí)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(cè)、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(duì),，是有！但我要是對(duì)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(qǐng)問怎么辦,？

     以下借用@陽光MAN的例子,，做優(yōu)化（當(dāng)然，優(yōu)化有很多方法,，不局限一種,，但優(yōu)化的目標(biāo)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(jì)手冊(cè)，上面講的很詳細(xì)）,。

/ K9 X( U7 w* Q6 `3 K" J   本貼的優(yōu)化目標(biāo)：
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7 J% I" I& o  C7 a  `1.某一段時(shí)間內(nèi)使從動(dòng)件保持恒速,；
3 Y2 F# Q' e" ~, R+ u. `# X' Q2.曲線最大加速A盡量小，并保證連續(xù),；
! I) M9 P6 V: e* b! R3.躍度盡量�,。�關(guān)系到高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的震動(dòng)問題）,。目標(biāo)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(hào)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(shí)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),，先搞懂無量綱吧,。

# l% P4 k9 _9 I    回到正題，@陽光MAN的凸輪進(jìn)過上面講的原理,，優(yōu)化成什么樣了呢,？上圖！優(yōu)化后,，目標(biāo)1達(dá)成：基本有個(gè)15度的等速區(qū)間,，且V=1.704，而修正正弦V=2,；目標(biāo)2基本滿足：正向A=5.015,，負(fù)向A=5.788，而修正正弦A=5.528,；目標(biāo)3躍度是不是比修正正弦還要�,。�

好了,，到此凸輪設(shè)計(jì)中比較重要的三大目標(biāo)都實(shí)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(shí)十分接近,，但運(yùn)動(dòng)特性就是要好很多。感興趣的可以自己比對(duì),。
6 @9 a' ]/ ]! U' P7 X: Y8 R" q順便說一下,，CAD是2010版的。
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(xué)習(xí)了

zyz4190

其實(shí)凸輪在很多時(shí)候,，就是講究這些細(xì)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(dāng)然了V=2的曲線還有等加速,，擺線，非對(duì)稱擺線,，非對(duì)稱修正梯形,，非對(duì)稱擺線，單停留修正梯形m=1,。
+ d! e% Z4 k" C) S俺們山寨老外凸輪機(jī)構(gòu),，基本采用三坐標(biāo)抄數(shù)，稍微有點(diǎn)能力的就性隨便個(gè)MS,，梯形...等曲線用上去了,。機(jī)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(dāng)?shù)牧耍��?dāng)然要被人瞧不起,！玩凸輪,，只有吃透了動(dòng)力曲線，才是正道,！其他的,，都是低端！山寨的再漂亮,，價(jià)格再便宜都沒用,！因?yàn)檫@樣，就會(huì)把行業(yè)搞亂,。當(dāng)整個(gè)行業(yè)都在惡性競爭時(shí),，作為山寨的攻城師們?cè)趺椿睿?/td>

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(jìn)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(duì)比,，然后找與原始曲線接近的就基本可以認(rèn)為是這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

hoot6335

陽光MAN 發(fā)表于 2014-8-5 09:17
" _, ^3 r3 Y' C, I  {6 Xhoot6335 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(jìn)行組合來用,，我原來把老外的凸輪拆下來用抄 ...

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

dxlong338

都是行家和高人啊

隨風(fēng)用途

玩的深啊

相識(shí)是緣分

行家