一种柔性电子凸轮的设计与工程应用

小型甘蔗榨汁机

1 前言

由于传统的机械式凸轮，不仅仅设计打样、符合性实验占用的周期长，耗费的物力财力人力多，而且对于复杂的凸轮曲线更是加工制造困难，精度不能保证，体积庞大笨重，后期维护成本也很高。随着电子凸轮技术的出现和应用，传统的机械式凸轮已基本被淘汰。

但对于可由操作人员在线修改参数就可改变的凸轮曲线的应用，由于每个具体应用的场合和要求都不相同，千差万别，因此，只能是根据具体的应用需求，针对性的利用其软件平台去进行二次开发。本文通过具体的工程项目实践，介绍了在LG60高精度冷轧管机上开发的一种柔性电子凸轮的应用成果。

2 设备组成与性能参数要求：

该设备机械部分包括上料系统、回转送进装置、芯棒卡紧机构、中间床身、送进小车、机架、基座，入口卡盘、偏心齿轮箱，主传动机构，芯棒装置、出料系统，管坯内润滑装置、成品快速拉出装置等组成。设备流体部分包括液压站、工艺润滑站等部分。

主传动机构带动机架做往复运动，机架速度要求达到85次/min。设备要求送进量的大小、回转角度的大小不仅可无极调整，而且每次的回转角度、送进量要精确。机架往复一次总的送进量在0~12mm/次无极可调，回转角度在0°~60°/次无极可调。同时，客户提出了希望能自己根据材料的不同，可灵活在线改变前、后回转角度值、送进量值这一特殊要求。

实验室用实验台

3 运动控制系统的硬件方案设计：

为了满足设备最大的轧制次数以及最大送进量、最大回转角度等参数要求，我们选用了德国力士乐CML40.2-SP-330-NA-NNNN-NW运动控制器，配置同步控制固件FWA-CML402-MLC-04VRS-D0作为本系统的自动化控制单元。该MLC40运动控制器除了兼具普通PLC的功能外，更具有强大的Motion运动控制功能和支持多协议的通信功能。

自封袋设备由于主传动采用的是国产Z4系列直流电机，为了保证调速精度和增加设备的可靠性，我们采用ABB DCS550-S2-450-05（带DP通信附件）直流调速器来实现对轧机主传动的无极调速。由于MLC40运动控制器自带DP串口，所以与ABB DCS550我们采用PROFIBUS-DP 现场总线进行数据通信。

钥匙复制机

管坯回转机构、管坯送进机构的传动选用了两台力士乐的同步电机MSK131B-0200-NN-S1-AG0-NNNN，该电机惯量小，抗冲击性能好，瞬时过载力矩达500%，非常适合这种快速、频繁启停的工况。同时，伺服电机驱动器采用力士乐多轴共直流母线方案，既保证了频繁快启快停的要求，也省掉了制动单元和制动电阻等硬件，减少了电柜空间的占用。两台伺服控制器逆变单元HMS01.1N-W0150-A-07-NNNN，回转电机驱动器控制单元为CSB01.1C-SE-ENS-EN2-NN-S-NN-FW，送进电机驱动控制单元为CSB01.1N-SE-ENS-NNN-NN-S-FW。MLC40运动控制器通过自带的SERCOS光纤接口与回转、送进两台伺服控制器通过光纤进行通信，确保实时数据快速交换。

一种柔性电子凸轮的设计与工程应用

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彭泽丰1，孙志刚2

（１、广东冠邦科技有限公司，佛山，５２８３１２；２、上海博世力士乐液压与自动化有限公司，上海，２００１２０）

摘要：本文通过作者主导的项目实践，讲述了通过德国力士乐ＩｎｄｒａＷｏｒｋｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ７．１６６软件开发平台，针对哈尔滨东安某军工企业定购的一台ＬＧ６０高精度回转送进冷轧管机设备提出的要求，设计的一种可由客户灵活在线改变回转、送进工作模式的柔性电子凸轮以及为其配套设计的运动控制系统的应用案例。对有类似方面的工程应用需求，希望能起到很好的指导作用。

关键词：运动控制系统设计；柔性电子凸轮设计与运动轨迹的实现

中图分类号：ＴＦ８２１文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０１９）０８－０１７２－２

The design and engineering application of a flexible electronic CAM

PENG Ze-feng1，SUN Zhi-gang2

（１、Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｇ．Ｂ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ　Ｆｏｓｈａｎ，５２８３１２；２、Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｂｏｓｃｈ　Ｒｅｘｒｏｔｈ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ａｎｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．　Ｓｈａｎｇｈａｉ，２００１２０）Abstract：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｃａｓｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｄｏｍｉｎａｎｔ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈａｔ　ｉｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｇｅｒｍａｎｙ　Ｒｅｘｒｏｔｈ　ＩｎｄｒａＷｏｒｋｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ７．１６６　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｎｄ　ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｅｓｔ　ｏｆ　ＬＧ６０　ｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｃｏｌｄ　ｍｉｌｌ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｏｒｄｅｒｅｄ　ｂｙ　Ｈａｒｂｉｎ　Ｄｏｎｇａｎ　ｍｉｌｉｔａｒｙ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ，ｔｏ　ｄｅｓｉｇｎ　ａ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｆｌｅｘｉｂｌｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ＣＡＭ　ａｎｄ　ｍａｔｃｈｅｄ　ｍｏｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｔｕｒｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ　ｃａｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｂｙ　ｃｕｓｔｏｍｅｒ．　Ｈｏｐｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｉｍｉｌａｒ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｃａｎ　ｐｌａｙ　ａ　ｇｏｏｄ　ｇｕｉｄｉｎｇ　ｒｏｌｅ．

Key words：Ｍｏｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎ；Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ＣＡＭ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｔｉｏｎ　ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ

收稿时间：２０１９－０３

金属丝的杨氏模量作者简介：彭泽丰，男，５３岁，籍贯湖北，本科学历，电气工程师，研究方

向：各种非标设备的电控系统定制设计开发。

世界有金属 2019年 4月下

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