凸輪分割器的旋轉(zhuǎn)分度原理的使用在自動組裝機械行業(yè)非常廣泛,如何能夠選擇合適的凸輪傳動機構(gòu),對于發(fā)揮分割器本身較大化的機械性能,優(yōu)化成本,利用凸輪分割器的穩(wěn)定性及超長使用壽命等特點創(chuàng)造更大的價值。本文將會探索兩種可用于旋轉(zhuǎn)式索引中的常用分割器設(shè)備,并提供正確選擇的建議。其一就是凸輪分割器的分度驅(qū)動,另外一個就是市場上需求比較大的伺服旋轉(zhuǎn)平臺。
凸輪分割器在自動化機械中是一種普遍存在的機構(gòu),從美國人發(fā)明至今,已被用于旋轉(zhuǎn)機械傳動數(shù)十年。它們非常適合自動化機械中的應(yīng)用程序,這些應(yīng)用程序總是以相同的分割角度進(jìn)行索引,并以非常合理的成本和高精度定位來完成加工的需求。凸輪分割器的內(nèi)部主要是依靠凸輪提供運動控制來定位負(fù)載。從數(shù)學(xué)運動曲線原理的角度,通過凸輪的旋轉(zhuǎn)運動,提供極其平滑和可重復(fù)的分割器運動。
凸輪割器有兩種主要的操作模式。一種模式被稱為“按需循環(huán)”。它的意思就是,凸輪的輸入軸一次循環(huán)一圈,分割器的輸出軸在分割的作用下輸出一個位置。整個機械運作通常是通過使用凸輪軸傳感器來檢測凸輪軸位置和VFD來停止及起動電動機來實現(xiàn)。凸輪軸停留時間提供了一個寬大的范圍,凸輪軸停止,而不影響輸出的位置。為了達(dá)到循環(huán)分度的目的,PLC向VFD發(fā)出命令,將驅(qū)動電機加速到預(yù)設(shè)速度,凸輪旋轉(zhuǎn)一周,對輸出進(jìn)行分度位置驅(qū)動,傳感器向PLC發(fā)送就位信號,PLC向VFD發(fā)信號在凸輪停轉(zhuǎn)位置時停止凸輪軸。系統(tǒng)將處于停留狀態(tài),不管多長時間,都必須完成每個系統(tǒng)需求的工作。停留時間可以從幾分之一秒到幾分鐘或幾小時,具體取決于應(yīng)用。這種組合可以用驅(qū)動系統(tǒng)或其它輔助設(shè)施進(jìn)行精確的定位。
凸輪分割器也可以使用更加傳統(tǒng)的“連續(xù)”模式運行,這也是在自動化生產(chǎn)中常用的模式,其中凸輪軸以恒定速度旋轉(zhuǎn),并且分割運動和停留時間僅由凸輪運動曲線控制。連續(xù)模式在其他設(shè)備中與凸輪軸定時機械同步時,或當(dāng)分割器需要比電機停止和啟動的循環(huán)速度更快的速度運行時非常有用。連續(xù)的分割器可以超過1000cpm的速度運行。但是這種類型的連續(xù)模式局限性就在于,無法加工需要快速分割運動,然后長時間停留的凸輪。
一個可編程的伺服轉(zhuǎn)臺是在自動化機械使用中的另一個常見的選擇。伺服旋轉(zhuǎn)臺的選擇有兩種具體情況。首先是需要靈活的運動模式。一個例子是在一臺機器上運行兩種不同的產(chǎn)品,每種產(chǎn)品都需要不同的索引模式。適用于伺服分度器的其他情況是需要極快的定位,然后長時間停留。在輸出運動開始之前的停留時間段,需要將凸輪軸加速到規(guī)定的速度來限制一個循環(huán)分度。凸輪軸可以加速的速度有實際的局限性,因此在運動開始之前會有延遲。伺服電機旋轉(zhuǎn)時,一旦伺服電動機開始運轉(zhuǎn),輸出就會旋轉(zhuǎn)。比如在0.25秒內(nèi)索引90度的負(fù)載,這對于連續(xù)的凸輪分度器或零反向間隙伺服分度器來說并不困難,但是一個循環(huán)按需凸輪分度器可能會遇到這種運動。對于快速伺服分度應(yīng)用,具有零間隙的預(yù)載齒輪減速器以較小的建立時間實現(xiàn)平穩(wěn)的分度運動至關(guān)重要。零間隙的傳動機制將是實現(xiàn)精確定位并具有良好動態(tài)響應(yīng)的較佳選擇。
對于任何一種驅(qū)動索引器,都會存在慣性矩及分度角,索引時間和駐留時間等應(yīng)用信息。對于品牌分割器的制造商來說,加工技術(shù)及生產(chǎn)精度的調(diào)整,以及產(chǎn)品的尺寸技術(shù)參數(shù)應(yīng)用至旋轉(zhuǎn)平臺中的適應(yīng)性,則是工程技術(shù)及加工能力的真正體現(xiàn)。