科學技術的不斷發(fā)展，計算機與機械結合一體，使得對凸輪機構的要求也越來越高?？煽赝馆啓C構迅速發(fā)展，成為凸輪機構的一個重要組成部分。本文就可控凸輪機構的控制原理進行分析，并對如何實現(xiàn)可控凸輪機構進行了探討，并闡述了可控凸輪機構發(fā)展的重要意義。
    凸輪機構一直以來用于機械中各個領域，尤其是自動控制機械。傳統(tǒng)的凸輪機構缺乏柔性，一套凸輪機構與一種從動件運動規(guī)律相對應對應，只能通過制造另一套凸輪機構來改變凸輪的類型和尺寸來，進而改變系統(tǒng)的輸出運動，帶來了困難和不便。近年來，科學技術的不斷進步，機械與計算機技術、傳真技術、仿真技術、機電技術、材料、醫(yī)療器械等等逐漸實現(xiàn)一體化，可控凸輪機構相比原有機械凸輪機，不僅能簡化凸輪系統(tǒng)，而且具有柔性。可控凸輪機構是在機械凸輪機構中應用伺服電機或步進電機作為動力源，改善機構的動力學和運動學特性，如減小凸輪機構的最大速度或加速度等動力學特性指標，將多種凸輪運動曲線儲存在控制器的內(nèi)存中，根據(jù)不同情況得到所需的運動曲線，如速度等等。
    可控凸輪機構及其控制原理
    1.1.可控凸輪機構的組成
    常規(guī)的凸輪機構是由凸輪、從動件和機架三個基本構件組成的高副結構，通過凸輪的變化曲線推動從動件輸出指定的運動曲線。按照形狀可分為盤形凸輪、移動凸輪和圓柱凸輪；按照動件型式可分為尖底從動件、滾子從動件和平底從動件?？煽丶夹g的不斷進步和發(fā)展，在凸輪機構應用越來越廣泛。這里以將伺服電機或者步進電機作為動力源用于凸輪機構當中為例，以實現(xiàn)機構的可控性輸出，可以通過計算機進行操控或者人工手動進行多固定位置的控制。
    1.2.控制原理
    可控凸輪機構根據(jù)其驅(qū)動類型及驅(qū)動方式的不同,可分為可調(diào)凸輪機構、變輸入轉(zhuǎn)速凸輪機構和電子凸輪機構，本文主要介紹電子凸輪機構的可控原理。其控制系統(tǒng)包括硬件和軟件，其中硬件包括計算機、編碼器、D/A轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行機構，軟件主要是用于計算凸輪輪廓，系統(tǒng)框架如圖一所示?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)軟件系統(tǒng)中的參數(shù)值，實現(xiàn)凸輪輪廓曲線的選擇性輸出，避免更換部件。
    對于可控凸輪機構運動函數(shù)的控制，只要是根據(jù)顏鴻森提出的盤形凸輪機
    構標準化設想，建立可控凸輪機構，實現(xiàn)對輸出曲線的控制，該系統(tǒng)直接由電機操作從動件得到不同的凸輪運動規(guī)律曲線。
    可控凸輪機構的的運動控制重點是通過單片機控制電機，實現(xiàn)公式1所確定的運動規(guī)律。
    可控凸輪機構的設計
    對于可控凸輪機構的設計主要可以分為兩個大方面：凸輪機構的標準化和電子凸輪的設計。凸輪機構的標準化設計是指對于既定的凸輪機構，給出輸入運動，通過調(diào)節(jié)得到對應的輸出運動。電子凸輪的設計是指機械凸輪不存在條件下，通過伺服電機或者步進電機輸出輪廓曲線，分為建立控制系統(tǒng)和編制控制程序。
    可控凸輪機構的設計就是要設計出一整套凸輪機構，使其不僅具有凸輪機構的特征，同時還具有極大的可控性，方便操作者進行編程控制，得到所期的運動曲線，拓寬了應用的靈活性，滿足不同情況下的應用要求。對于可控凸輪機構的設計，本文主要以電子凸輪系統(tǒng)為例，其包括設計控制器硬件、編制控制程序和選擇執(zhí)行機構。
    控制硬件的設計：選擇的單片機要求運行速度快，有定時器或者計數(shù)器；有較大的存儲量，可以進行擴展；用于輸入、輸出和停止操作的鍵盤；顯示運動參數(shù)的顯示器等。
    編制程序：包括計算機上的運算程序和單片機控制程序。用高級程序語言編寫控制程序，其中單片機控制程序，分為主程序、中斷控制輸出程序、鍵盤輸入程序和報警程序四部分?？刂瞥绦蚴峭馆啓C構可控的重要部分，因此要在這方面不斷的完善，程序編制完后要進行試運行，出現(xiàn)問題及時進行更正。
    選擇執(zhí)行結構：主要是選擇電機型號，由不同從動件的驅(qū)動負載和轉(zhuǎn)速確定。主要步驟：電機軸轉(zhuǎn)動慣量的折算；電機驅(qū)動力矩T的計算；由驅(qū)動力矩T乘以安全系數(shù)k(1≤k≤2),從而確定要選用電機的力矩；依據(jù)步進電機的矩頻特性曲線，參考電子凸輪負載規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速刀,選出作為電子凸輪執(zhí)行機構所需要的步進電機。
    可控凸輪機構的發(fā)展及重要意義
    在我國可控凸輪結構的發(fā)展還要落后于發(fā)達國家，主要是由于控制技術的落后，計算機軟件、機械設備、科學技術等方面不如發(fā)達國家。有些可控技術目前還只是在實驗階段，還沒有運用到現(xiàn)實的機械設備當中。但是近些年，我國加大了對可控凸輪機構發(fā)展的力度，促使可控機構與其他科學的不斷交叉，逐步實現(xiàn)了一體化?？煽赝馆啓C構以柔性輸出為主，能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)機械的多樣化，促進社會科學技術的不斷發(fā)展。不僅有機械凸輪結構的優(yōu)點，還有可控輸出的特點，操作簡單，可通過操作程序來完成控制，克服了凸輪輪廓加工困難、輸出缺乏柔性的缺陷。因此對于可控凸輪結構的研究有很重要的現(xiàn)實意義。

     可控凸輪技術顯示出了諸多優(yōu)點，數(shù)控技術不斷與凸輪機構結合，可控也將越來越普及，凸輪技術必將向可控方向發(fā)展。