伺服的电子凸轮有什么？如何使用？动画展示“追剪、飞剪”！

编者按

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今天我们来讲点复杂的：伺服的电子凸轮有什么？如何使用？

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在传统机械里，轴与轴之间是靠机构来传动的，例如下图所示，主／从轴间以一条平皮带相连，当主轴开始转动，从轴也一起转动！假设主／从轴的轮径相同，并在轮上都做一个 ∇ 标记，初始的位置都在正上方，经过一段时间的运转后，由于皮带的打滑，主／从轴轮径误差等诸多因素，发现主／从轴上的标记 ∇位置不一样了！表示主轴与从轴的相位偏移了！

▲ 图1平皮带传动 发生相位偏移

如果只是单纯用来传输动力（例如引擎中的发电机皮带），相位的偏移并无关系；但若作为同步的控制（例如引擎中控制汽门，曲轴与点火时机的皮带），就会发生问题！以机构而言，要避免相位偏移，可以把一般的皮带换成正时皮带（Timing Belt）跟齿轮！如下图所示，即使长时间运转，主／从轴的相位都能维持一致！就是彼此达到同步状态！

▲ 图2正时皮带可维持相位同步

讲了这么多，终于可以进入正题了！如果把上述的机械传动改成伺服的电子凸轮，效果会是如何呢？如图3所示，我们将皮带拆除，用编码器采集主轴的位置，以A/B相脉波的方式传给伺服，伺服以直线的电子凸轮来驱动从轴做跟随：

▲ 图3将皮带传动改成伺服电子凸轮－发生偏移

实测结果发现，相位发生了偏移，因为编码器的脉波受到干扰，而且会随时间累积，造成偏移愈趋明显！而脉波干扰是很难完全抑制的，在工厂多变的环境下，不论配线如何讲究，脉波偏差总会发生，只是时间早晚的问题！因此，单纯以编码器脉波驱动电子凸轮，无法达到正时皮带的同步效果，顶多是平皮带的效果而已！

那么该怎么改善呢？

其实我们可以效仿正时皮带，因为它是带＂齿＂的，所以不会滑动造成累积误差！那我们就用一个假想的＂齿＂来模仿它！并把齿的宽度（就是齿与齿的距离）定义清楚，这样就可以造出一个虚拟的正时皮带，就是所谓的”同步轴”！这个＂齿＂可以用主轴上任何一个周期性出现的信号（或编码器的Ｚ）来表示，如图4所示。

▲ 图4使用同步轴－避免相位偏移

在主轴上安装一个标记当作＂齿＂，并用感测器将信号读进伺服的DI，再根据编码器的型号得知主轴转一圈应该会有Ｒ个脉波。由于一圈只有一个齿，所以齿的宽度就是Ｒ（单位是主轴的脉波）。如此，只要伺服每感测到一个＂齿＂，就知道应该要收到Ｒ个脉波，如果数量不对，就可加以补偿，让脉波总数一直跟齿数维持正确的关系，如此便可让主／从轴的相位永不偏移，保持同步！这功能在台达ASD-A2 与 ASD-M-R伺服里都已具备，在凸轮的主轴来源 P5-88.Y里，选择实体脉波相当于使用平皮带；选用同步轴就相当于使用正时皮带，非常方便！设定方式请参考 A2凸轮同步轴的设定方法！

注：克服凸轮主轴脉波漏失还有其他方法，例如：

1.采用虚拟主轴 不会漏脉波，但是主轴也必须使用伺服马达，无法采用一般马达外加编码器的方式！

2.利用凸轮对位 虽然可以做到，但通常会保留给 从轴的修正使用，因为从轴的误差补偿会用到！

▲ 追剪功能

▲ 飞剪功能

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☞来源：台达 ☞本文编辑：xp

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