磁轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償方法凸輪分度裝置（部分論文）
匡裕黃，培傳林，勝夫子
機(jī)械工程學(xué)系臺(tái)灣國(guó)立大學(xué)，臺(tái)北10764，中國(guó)，臺(tái)灣
0 摘要
在自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，凸輪分度裝置，經(jīng)常用來把工件間歇性的運(yùn)輸?shù)街付ǖ募庸の恢?。但是，由于交變工作力矩和旋轉(zhuǎn)慣性，分度裝置在每個(gè)定位的過程中，容易產(chǎn)生彎扭耦合振動(dòng)，阻礙工作速度和降低定位精度。為了減少定位的振動(dòng)，我們開發(fā)了磁補(bǔ)償?shù)母拍?以及在這個(gè)概念為基礎(chǔ)開發(fā)出不同的設(shè)備。磁力矩補(bǔ)償裝置基本上由一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生器和軟磁性元件磁回路組成。軟磁性元件的設(shè)計(jì)，是為了產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)彼此的磁場(chǎng)分布和促使可變轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償降低定位振動(dòng)。在我們的試驗(yàn)研究中，我們研究解析了補(bǔ)償扭矩參數(shù)的影響并利用等效磁路法和有限元法來了解他們的關(guān)系。我們發(fā)現(xiàn)，變動(dòng)的磁場(chǎng)排列或功能元素的幾何參數(shù)導(dǎo)致的磁轉(zhuǎn)矩曲線具有不同的特點(diǎn)。在驗(yàn)證功能和磁力矩補(bǔ)償器參數(shù)的基礎(chǔ)上，我們開發(fā)了一些裝置，以合成降低振動(dòng)補(bǔ)償所需扭矩。
關(guān)鍵詞—指數(shù)計(jì)算功能分析，磁器件，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，轉(zhuǎn)矩控制。

1 引言
滾齒凸輪，作為分度裝置，如圖1（a）及（b）所示，被廣泛使用在許多現(xiàn)代間歇生產(chǎn)過程的自動(dòng)化輸送系統(tǒng)中，它把工件定位到指定的工作位置上。一個(gè)交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸入軸連續(xù)運(yùn)動(dòng)生成凸輪軸旋轉(zhuǎn)；并且通過互動(dòng)機(jī)制，在輸出軸上，滾筒實(shí)現(xiàn)連續(xù)“停止—旋轉(zhuǎn)—停止”的運(yùn)動(dòng)步驟。這間歇減弱的機(jī)理實(shí)現(xiàn)了輸出軸的低速大扭矩運(yùn)動(dòng)。通常情況下，輸出軸加上一個(gè)大的、沉重的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將于整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)成反比。在輸出軸開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，反向扭矩反應(yīng)在輸入軸上，并且當(dāng)輸出軸暫停轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)前進(jìn)的轉(zhuǎn)矩將驅(qū)動(dòng)輸入軸旋轉(zhuǎn)。正如圖1（c）所示，每個(gè)輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)力矩發(fā)生變化，都會(huì)引起振動(dòng)，并大大影響輸出軸的穩(wěn)定性和定位精度。用一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法來解決扭矩變化，可以設(shè)置一個(gè)相應(yīng)的補(bǔ)償扭矩裝置。薩爾開發(fā)了凸輪轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償系統(tǒng)。本篤等人應(yīng)用了分股凸輪平衡扭矩機(jī)，西岡等人發(fā)明了一種附凸輪補(bǔ)償，并對(duì)輸入軸的扭矩振動(dòng)安裝滾齒凸輪分度裝置。泰西等人也實(shí)現(xiàn)了為弧面凸輪分度機(jī)構(gòu)安裝扭矩平衡凸輪。所有上述提到的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)母拍?，主要適用于機(jī)械原理，然而其中存在一些固有的弊端，例如磨損，粘滑的影響，和高生產(chǎn)成本。除了這些機(jī)械概念，還有一些備選方案，如扭矩補(bǔ)償伺服電機(jī)控制和輸出軸上安裝負(fù)責(zé)開關(guān)的齒輪聯(lián)軸器。