hoot6335 发表于 2014-8-4 18:40:44

凸轮曲线优化

    本帖受@阳光MAN的一贴“奇怪的共轭凸轮,这样的共轭凸轮怎么运动的http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=365002”启发,由于阳光大侠事先没说采用何种规律以及运动要求,俺就猜了个MC,竟然蒙对了。

   必威APP精装版下载逛久了,基本都是“修正正弦、修正梯形、摆线、3-4-5多项式”,本来嘛这些个曲线综合性能也是不错的,也能用在像分度凸轮这样高精度的场合。但看多了也觉的烦!好像凸轮设计只局限在这几个曲线中一样!由此,产生了另开一贴的念头,来讨论凸轮曲线优化的问题。

    前序讲完,开始正题。

   首先,俺们讲“凸轮曲线优化”,其目的是什么?这要明白,否则就会感角这个曲线不错,那个也行,陷入无从选择的境地。
若工况只对从动件的远休止位置有要求,那么运动规律的选择面确实比较宽,只要注意加速度的大小、是否连续,就可以了。这中情况,确实无所谓采用什么曲线(估计这就是大家都采用MC的原因了)。

    那大家有木有想过,若工况对从动件的速度有严格要求,该怎么办?比如,对摆动从动件,现在要实现摆杆在某一段时间内以等角速度w运动,该怎么设计凸轮?这时还采用“修正正弦”吗?要知道“修正正弦”的V值特性只是峰值,即最大,无法保持恒速!那其他的曲线呢?感兴趣的童鞋可以查手册、查资料看看是否有满足。有人说,不有等速、梯形类的曲线吗?对,是有!但我要是对加速度A还有要求,除了连续外,还要控制在某一范围之下,请问怎么办?

   以下借用@阳光MAN的例子,做优化(当然,优化有很多方法,不局限一种,但优化的目标都是一样的。为了去除工况的影响,需要引入无量纲的概念,不清楚的童鞋可以翻设计手册,上面讲的很详细)。

   本贴的优化目标:

1.某一段时间内使从动件保持恒速;
2.曲线最大加速A尽量小,并保证连续;
3.跃度尽量小(关系到高速转动时的震动问题)。目标既然有了,却发现没有现成的曲线数模能满足,不用急,那就响应MAO主席的号召“有困难要上,没困难创造困难也要上”——让我们来创造满足要求曲线吧!既然正弦加速连续、梯形又能保证V在某一段时间不变,那何不把两者结合起来,组成新的曲线呢?好,说到这儿,懂的童鞋笑了。不懂的没事,回去翻机械设计手册,先搞懂无量纲吧。

    回到正题,@阳光MAN的凸轮进过上面讲的原理,优化成什么样了呢?上图!优化后,目标1达成:基本有个15度的等速区间,且V=1.704,而修正正弦V=2;目标2基本满足:正向A=5.015,负向A=5.788,而修正正弦A=5.528;目标3跃度是不是比修正正弦还要小?

好了,到此凸轮设计中比较重要的三大目标都实现了,那么优化后的曲线怎么样呢?再此,俺可以说优化后的理论曲线与修正正弦的其实十分接近,但运动特性就是要好很多。感兴趣的可以自己比对。
顺便说一下,CAD是2010版的。
再此,感谢下@阳光MAN大侠那贴的启发,谢谢!




老鹰 发表于 2014-8-4 18:44:50


@阳光MAN

米fans 发表于 2014-8-4 23:55:57

大侠们   研究的真深入啊   向你们学习了

zyz4190 发表于 2014-8-5 08:21:40

其实凸轮在很多时候,就是讲究这些细微之处!

hoot6335 发表于 2014-8-5 09:00:49

更正下,修正正弦老外称MS,它的V=1.7596。修正梯形的V=2。当然了V=2的曲线还有等加速,摆线,非对称摆线,非对称修正梯形,非对称摆线,单停留修正梯形m=1。
俺们山寨老外凸轮机构,基本采用三坐标抄数,稍微有点能力的就性随便个MS,梯形...等曲线用上去了。机器最后是造出来了,但性能确比的了人家吗?人家速度起来万儿八千的,俺们的5000就框里哐当的了,当然要被人瞧不起!玩凸轮,只有吃透了动力曲线,才是正道!其他的,都是低端!山寨的再漂亮,价格再便宜都没用!因为这样,就会把行业搞乱。当整个行业都在恶性竞争时,作为山寨的攻城师们怎么活?

阳光MAN 发表于 2014-8-5 09:17:07

hoot6335 大侠真是厉害啊,凸轮的曲线优化最常见的就是几种曲线进行组合来用,我原来把老外的凸轮拆下来用抄数好了再作凸轮曲线的对比,然后找与原始曲线接近的就基本可以认为是这种运动规律。

hoot6335 发表于 2014-8-5 09:54:12

阳光MAN 发表于 2014-8-5 09:17
hoot6335 大侠真是厉害啊,凸轮的曲线优化最常见的就是几种曲线进行组合来用,我原来把老外的凸轮拆下来用抄 ...

对曲线要求不高,这么做确实是权宜之计。曲线的优化有两个难点:一是组合曲线,二是多目标优化。可以这么说,不同的人对同一个曲线进行优化(哪怕优化的目标是一样的),最终的结果都不相同。正所谓每个人眼里都有不同的哈姆雷特。

dxlong338 发表于 2014-8-5 10:04:23

都是行家和高人啊

随风用途 发表于 2014-8-5 10:26:34

玩的深啊

相识是缘分 发表于 2014-8-5 10:32:20

行家
页: [1] 2 3 4 5 6
查看完整版本: 凸轮曲线优化