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。

     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。

  I5 j( [' Y) m  e    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？
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     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：

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)；
- |; s  U: d/ K& N( ]3.躍度盡量小（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。

( h; q' N6 W+ T2 x    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??？
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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。
順便說一下，CAD是2010版的。
7 e$ C- q5 r$ `1 w# T再此，感謝下@陽光MAN大俠那貼的啟發(fā)，謝謝！


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老鷹

) b0 Q8 V" a0 w' J; {4 L* v@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。
$ o) L: P6 M! \) N6 J: ?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
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 ...

1 G! A' G& R' f1 a" e7 N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。可以這么說，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(fēng)用途

玩的深啊

相識是緣分

行家