Cam曲線運(yùn)動(dòng)方程式應(yīng)用簡(jiǎn)介

1、OMRONCam曲線運(yùn)動(dòng)方程式應(yīng)用簡(jiǎn)介三次曲線、五次曲線拼接實(shí)例叢龍輝2013/3/26通過(guò)實(shí)例，簡(jiǎn)單介紹了創(chuàng)建自定義“功能FC/功能塊FB”并導(dǎo)出、導(dǎo)入的方法，介紹了自定義計(jì)算三次曲線系數(shù)、五次曲線系數(shù)FC的源代碼，利用該自定義FC修改CAM表的過(guò)程及其效果。目錄1.用到的凸輪曲線運(yùn)動(dòng)方程式- 1 -2.自定義功能/功能塊庫(kù)- 2 -2.1.新建庫(kù)工程- 2 -2.2.自定義Functions/Function Blocks庫(kù)的導(dǎo)出/導(dǎo)入- 4 -3.測(cè)試自定義Function及通過(guò)程序修改CAM曲線效果- 5 -11. 用到的凸輪曲線運(yùn)動(dòng)方程式假設(shè)第n段Cam曲線上任意一點(diǎn)的Phase為

2、，Distance為 ，其始末點(diǎn)用表示，令，則曲線通式為：u 三次曲線運(yùn)動(dòng)方程通式及系數(shù)方程令邊界條件為時(shí)，時(shí)可求得五次曲線任意拼接時(shí)的運(yùn)動(dòng)方程式為：u 五次曲線運(yùn)動(dòng)方程通式及系數(shù)方程令邊界條件為時(shí)，時(shí)可求得五次曲線任意拼接時(shí)的運(yùn)動(dòng)方程式為：注意：以上公式中的、都是曲線始末點(diǎn)的類速度、類加速度，不是真實(shí)的速度、加速度。 對(duì)上述公式的驗(yàn)證見(jiàn)后續(xù)內(nèi)容。2. 自定義功能/功能塊庫(kù)2.1. 新建庫(kù)工程打開Sysmac Studio軟件，選擇新建工程，注意在工程類型中選擇“庫(kù)工程”，設(shè)備類型及版本可根據(jù)需要選擇，如果沒(méi)有用到高版本中的新增的指令，可選擇最低版本即可。在數(shù)據(jù)類型中新建一個(gè)自定義的結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)

3、類型CurvePoint，包含三個(gè)成員,如下圖所示：該數(shù)據(jù)類型用于存儲(chǔ)曲線始末點(diǎn)信息，需要注意的是其中的vel和acc并不是實(shí)際的速度和加速度，而是類速度、類加速度，反映的是該點(diǎn)的Distance相對(duì)于Phase的變化情況。如在Cam曲線設(shè)置中設(shè)置曲線類型為直線，起點(diǎn)為主軸0、從軸0，終點(diǎn)為主軸10，從軸10，則該段曲線末點(diǎn)（即下段曲線起點(diǎn)）的distance為10，phase為10，vel為1，acc為0。在POU中新建2個(gè)Function，分別用于計(jì)算三次曲線和五次曲線的系數(shù)，具體代碼如下：PHI:=EPoint.Point.Phase-SPoint.Point.Phase;H:=EPoi

4、nt.Point.Distance-SPoint.Point.Distance;IF (PHI=0.0) THEN Err:=TRUE; Err_Code:=1;/錯(cuò)誤碼1，凸輪轉(zhuǎn)角為0ELSE/計(jì)算曲線系數(shù)C0:=SPoint.Point.Distance;C1:=SPoint.vel;C2:=(3*H-PHI*EPoint.vel-2*PHI*SPoint.vel)/(PHI*PHI);C3:=(PHI*SPoint.vel+PHI*EPoint.vel-2*H)/(PHI *PHI *PHI );三次系數(shù):=TRUE;Err:=FALSE;Err_Code:=0;END_IF;PHI:=

5、EPoint.Point.Phase-SPoint.Point.Phase;H:=EPoint.Point.Distance-SPoint.Point.Distance;IF (PHI=0.0) THEN Err:=TRUE; Err_Code:=1;/錯(cuò)誤碼1，凸輪轉(zhuǎn)角為0ELSE/計(jì)算曲線系數(shù)C0:=SPoint.Point.Distance;C1:=SPoint.vel;C2:=SPoint.acc/2;C3:=(EPoint.acc-3*SPoint.acc)/2/PHI-(4*EPoint.vel+6*SPoint.vel)/(PHI*PHI)+10*H/PHI/PHI/PHI;C4

6、:=(3*SPoint.acc-2*EPoint.acc)/2/PHI/PHI+(7*EPoint.vel+8*SPoint.vel)/PHI/PHI/PHI-15*H/PHI/PHI/PHI/PHI;C5:=(EPoint.acc-SPoint.acc)/2/PHI/PHI/PHI-3.0*(EPoint.vel+SPoint.vel)/PHI/PHI/PHI/PHI+6*H/PHI/PHI/PHI/PHI/PHI;五次系數(shù):=TRUE;Err:=FALSE;Err_Code:=0;END_IF;2.2. 自定義Functions/Function Blocks庫(kù)的導(dǎo)出/導(dǎo)入u 設(shè)置庫(kù)屬性：

7、選擇菜單“工程庫(kù)庫(kù)設(shè)置”，設(shè)置庫(kù)名稱、版本號(hào)、作者等內(nèi)容，在下方的元素選擇對(duì)話框中勾選需要保存到庫(kù)中的內(nèi)容（本文中為自定義的2個(gè)功能FC：三次系數(shù)、五次系數(shù)），注意的是如果使用了其它自定義的功能或功能塊，需要勾選包含引用庫(kù)文件。u 創(chuàng)建庫(kù)選擇菜單“工程庫(kù)創(chuàng)建庫(kù)”，在彈出的“創(chuàng)建庫(kù)文件”對(duì)話框中選擇庫(kù)文件的存放位置，默認(rèn)路徑為“C:OMRONDataLib”。u 導(dǎo)入庫(kù)新建標(biāo)準(zhǔn)工程后，選擇菜單“工程庫(kù)顯示索引”，點(diǎn)擊“+”按鈕，在彈出的“引用庫(kù)文件”對(duì)話框中選擇已創(chuàng)建的庫(kù)文件，導(dǎo)入到工程中，可以看到，庫(kù)中自定義的功能、結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型都導(dǎo)入到了程序中。3. 測(cè)試自定義Function及通過(guò)程序修改

8、CAM曲線效果新建標(biāo)準(zhǔn)工程并導(dǎo)入自定義庫(kù)后，添加CAM表CamT1，Cam數(shù)據(jù)設(shè)置如下：可以看到該CAM曲線由三段直線構(gòu)成，實(shí)際上，這樣設(shè)置的曲線是不合理的，在曲線連接處其類速度、類加速度存在突變，有柔性沖擊?，F(xiàn)在要做的，就是將中間這段直線通過(guò)程序修改為三次曲線或四次曲線。首先確定該段曲線始末點(diǎn)相關(guān)參數(shù)，由于前后兩段都是直線，故其類加速度為0，類速度分別為1和1.4，得到起點(diǎn)SPoint為Phase=10.0，Distance=10.0，vel=1，acc=0，末點(diǎn)EPoint為Phase=20.0，Distance=16.0，vel=1.4，acc=0編寫如下程序修改CAM曲線并保存。*由于實(shí)際要修改的Cam曲線類型多種多樣，始末點(diǎn)坐標(biāo)、Pitch數(shù)據(jù)、修改點(diǎn)數(shù)多變，為節(jié)省變量?jī)?nèi)存，采用程序直接計(jì)算而不是制作成功能塊。要修改成三次曲線或五次曲線時(shí)，首先計(jì)算系數(shù)，然后根據(jù)公式修改對(duì)應(yīng)點(diǎn)的Distance，如果要從NJ控制器中將CAM表導(dǎo)出成文件，則必須執(zhí)行MC_SaveCamTable功能塊。然后通過(guò)。由于Sysmac Studio軟件中無(wú)法查看通過(guò)程序修改得到的CAM表且使用仿真功能時(shí)也無(wú)