Návrh vačkových profilů - CamEdit
Uživatelská příručka

REX Controls s.r.o.

6. září 2017

Obsah

Kapitola 1
CamEdit

1.1 Úvod

Editor vačkových profilů (CamEdit) je grafické vývojové prostředí, které usnadňuje návrh profilů vaček. Editor nabízí uživatelsky velice přívětivé prostředí. Klíčovou funkčností, kterou CamEdit nabízí je export navržených profilů ve formě csv souboru, který lze importovat do celé škály cílových zařízení.
CamEdit je vyvinut pro platformu Windows x86 (x64) – Windows 7/8/10. Prostředí editoru je popsáno v  sekci (4.1). Postup, jak vytvořit a editovat profily je uveden v kapitole (5)

1.2 Instalace

1.3 Podporované profily

Program podporuje celou řadu profilů.

1.3.1 Constant acceleration

Tento profil disponuje konstantním zrychlením. Nevýhodou je zejména nespojitost ve zrychlení a nekonečná hodnota jerku ve při změně znaménka zrychlení.


PIC


Obrázek 1.1: Constant acceleration

1.3.2 Cycloidal

Profil vhodný pro vysoké rychlosti, vyžaduje přesné obrábění.
Výhody: Hladký průběh zrychlení a jerku


PIC


Obrázek 1.2: Cycloidal displacement

1.3.3 Modified sine

Profil vhodný pro nízké rychlosti, velmi příznivý průběh zrychlení.


PIC


Obrázek 1.3: Modified sine

1.3.4 Trapezoidal acceleration

Profil vhodný pro vysoké rychlosti, vyžaduje přesné obrábění. Nevýhodou je nerovný průběh jerku.


PIC


Obrázek 1.4: Modified trapezoidal

1.3.5 Simple Harmonic

Profil vhodné pro nízké až střední rychlosti. Nevýhodou je nekonečná hodnota jerku v počátečním a koncovém bodě.


PIC


Obrázek 1.5: Simple harmonic

1.3.6 Constant velocity

Specifický profil s konstantním průběhem rychlosti.


PIC


Obrázek 1.6: Constant velocity

1.3.7 Polynom 5st

Velmi často používaný profil - často používat jako vhodný kompromis.


PIC


Obrázek 1.7: 3-4-5 polynomial

1.3.8 Polynom 7st


PIC


Obrázek 1.8: 4-5-6-7 polynomial

Výhody: Hladký průběh jerku
Nevýhody: Velké zrychlení

1.3.9 Universal profile - a,b,c,


PIC


Obrázek 1.9: Univerzal a,b,c

Výpočet maximální hodnoty zrychlení:

Ca = 4π2 (π2 8)(a2 c2) 2π(π 2)a + π2 (1.1)

Výpočet maximální hodnoty rychlosti:

Cv = Ca(a + c π + b 2) (1.2)

Výpočet maximální hodnoty jerku:

Cj = Caπ a;a0 (1.3)

1.3.10 Možnosti tvarování







  Pozice Rychlost Zrychlení Jerk





Constant acceleration ano ne ne ne





Constant velocit ano ne ne ne





Cycloidal ano ne ne ne





Modified sine ano ne ne ne





Simple Harmonic ano ne ne ne





Trapeziodal acceleration ano ne ne ne





Polynom 5st ano ano ano ne





Polynom 6st. ano* ano ano ne





Polynom 7st. ano ano ano ano





Universal profile - a,b,c, ano ne ne ne






Tabulka 1.1: Možnost tvarování

* Možnost tvarování pomocí přidaného bodu (mezi krajním a koncovým bodem)

Kapitola 2
Prostředí editoru

Veškeré nabídky na vložení či editaci profilů jsou umístěny v dokovacích panelech , které si může uživatel libovolně umístit (??) a (2.3). Panely mohou být na pracovní ploše zobrazeny trvale nebo se mohou zavřít pomocí symbolu "křížek"a otevřít z nabídky View. Pracovní plocha editoru umožňuje přiblížit respektive oddálit (Zoom) jednotlivé průběhy - polohy, rychlosti, zrychlení a jerku. Změna přiblížení se provádí pomocí kolečka myši zároveň se stisknutou klávesou CTRL. Druhou možností, jak změnit velikost přiblížení jednotlivých průběhu, je použití přiblížení či oddálení z nástrojové lišty. Jednotlivé průběhy rychlosti, zrychlení a jerku lze schovávat pomocí symbolu ”x” (2.1) v pravém horním rohu u daného průběhu, ale nelze je zavřít, jako dokovací panely, opětovné zobrazení se provede kliknutím na tlačítko x, které je nyní podsvíceno (2.1). Průběh polohy schovat nelze, je zobrazen vždy.


PIC

Obrázek 2.1: Zobrazení/schování průběhu


PIC

Obrázek 2.2: Aplikace - dokovací panely


PIC

Obrázek 2.3: Aplikace - dokovací panely 2

2.1 Lokalizace

Prostředí editoru podporuje jazykovou lokalizaci. V současné verzi jsou podpořeny tyto jazyky:

Jazyk je nutné vybrat při instalaci!

Kapitola 3
Spuštění editoru

Editor lze spustit bez jakýchkoliv parametrů poklikáním na ikonu CamEdit (3.1).


PIC

Obrázek 3.1: Aplikace CamEdit - Ikona

Dalším způsob jakým lze CamEdit spustit, je využít nadřazený systém, který integruje CamEdit a nabízí možnost jeho spuštění jako dceřiné aplikace. (Řídicí systém REX, www.rexcontrols.cz/rex).

Kapitola 4
Vytvoření nového projektu

Po spuštění aplikace je vhodné založit nový projekt "soubor/nový". Po té se zobrazí dialogové okno, kde je nutné nastavit nezbytné vlastnosti celého projektu. V prvním okně (4.1) je nutné vyplnit název projektu, nejedná se o název souboru! A dále vlastnost vačky necyklická/cyklická. Pro cyklickou vačku je krajní bod umístěn v 360 stupních a je pevně svázán s prvním bodem v 0 stupních.


PIC

Obrázek 4.1: Vytvoření nového projektu

V dalším kroku je možnost nastavit limity v pozici a dále v jednotlivých derivacích až po třetí derivaci (jerk) (4.2). Aplikace potom nedovolí tuto hodnotu překročit.


PIC

Obrázek 4.2: Vytvoření nového projektu

Po kliknutí na tlačítko dokončit dojde k založení nového projektu. Tento projekt je vhodné uložit, buď volba v nabídce soubor nebe pomocí klávesové zkratky CTRL+S.

4.1 Prostředí editoru

Prostředí editoru se skládá z pěti (pro cyklickou vačku z šesti) částí/oken (4.3). Krom hlavního menu jsou všechna okna plovoucí, lze libovolně změnit jejich umístění a přizpůsobit program požadavkům uživatele. Okna lze vytáhnout z mimo hlavní okno programu a umístit například na plochu druhého monitoru (vhodné pro zobrazeni cyklické vačky či tabulky dat).


PIC

Obrázek 4.3: Apliakce CamEdit

4.1.1 Hlavní menu

Záložka ’Soubor’

Možnosti záložky soubor v horní nástrojové liště:

Záložka ’Nastavení’

Možnosti záložky nastavení v horní nástrojové liště:

Záložka ’Zobrazení’

Možnosti záložky zobrazení v horní nástrojové liště:

Záložka ’Nápověda’

Možnosti záložky nápověda v horní nástrojové liště:

4.1.2 Nástrojová lišta

Nástrojová lišta obsahuje nezbytné prvky pro pro návrh vačkových profilů (4.4).


PIC

Obrázek 4.4: Nástrojová lišta

Ostatní okna jsou popsána v následující kapitole.

4.2 Základní konfigurace

Před samotnou konstrukcí vačkového profilu je nutné provést základní nastavení editoru.V hlavní nabídce Nastavení/Obecná nastavení nebo klávesová zkratka CTRL+Q vyvolá dialogové okno s nastavením.

Uživatelské akce:

Nastavení nespojitostí:


PIC

Obrázek 4.5: Základní konfigurace - body, křivky, nespojitosti

Kapitola 5
Konstrukce vačkového profilu

5.1 Přidání profilu - bodu

Editor umožňuje přidávat jednotlivé body (profily) dvojím způsobem. První způsob je pomocí levého tlačítka myši v kombinaci s klávesou CTRL. Bod lze přidat do libovolného místa, pokud přidáme bod za koncový bod, vytvoří se nám křivka mezi koncovým a novým bodem (typ křivky bude dle nastavení výchozí křivky). Pokud přidáme bod do části nějakého profilu, tedy mezi dva body, přidá se nám nová křivka buď zleva nebo zprava, dle nastavení v menu (typ bude opět dle nastavení výchozí křivky). Druhou možností je využití tabulky, kde zvolíme souřadnice bodu a vybereme typ křivky. Bod se přidá až po výběru typu křivky.

5.2 Mazání profilu - bodu/ů

Jednotlivé body lze mazat opět dvěma způsoby. Prvním způsobem je vybrání daného bodu v návrhovém okně levým tlačítkem myši a následným stiskem klávesy DELETE. Pokud smažeme poslední bod, dojde ke smazání posledního profilu. V ostatních případech dojde ke smazání křivky buď zleva nebo zprava, opět dle nastavení v menu.

Druhou možností je mazat body přímo v tabulce. V tabulce je možné vybrat jeden či více bodů (řádků). Řádky se vybírají kliknutím na první sloupec s číslem bodů. Tažením myši, je možné vybrat více řádků, při stisku klávesy CTRL a klikem levým tlačítkem myši je možné vybírat různé body z tabulky. Při stisku klávesy DELETE, dojde ke smazaní bodu/ů.

5.3 Tvarování profilu

Tvarovat jednotlivé profily je možné opět dvojím způsobem. Prvním způsobem je taháním bodů přímo v grafickém okně. Body lze tahat libovolně, ale nelze měnit jejich pořadí - prohodit body. V poloze lze tvarovat všechny body. V rychlosti, zrychlení či jerku záleží na typu zvolené křivky. V rychlosti nelze uvažovat nespojitost, musíme tedy zvolit křivku, která má tvarovatelný koncový bod a druhá (navazující) musí mít tvarovatelný počáteční bod v rychlosti. Pokud toto není splněno, nelze bod v rychlosti tvarovat, rychlost na konci/ v počátku je nulová. Ve zrychlení je možné dovolit nespojitost, v nastavení lze vybrat možnost povolit nespojitost. Pak stačí, aby byl tvarovatelný pouze jeden bod. Body, které lze tvarovat, mají stejnou barvu jako křivka, body které nelze tvarovat, jsou šedivé.

Druhou možností tvarování je měnit data přímo v tabulce. V základním nastavení se zobrazuje pouze sloupec pro polohu, ostatní sloupce pro rychlost, zrychlení a případně jerk je nutné zobrazit v nastavení. Pokud vybereme jeden konkrétní bod, lze měnit jeho pozici ve všech derivacích v záložce vlastnosti.

5.4 Vlastnosti bodů

Jednotlivé body mají další rozšířené vlastnosti. Pokud vybereme konkretní bod, lze uzamknout v ose x či v ose y. Pokud v záložce vlastnosti uzamkneme bod v nějaké ose, nepůjde měnit souřadnice bodu v této ose. To se hodí například, kdy chceme body ekvidistantně a tvarování provádíme pouze v y. Další vlastností je parametr smazatelnosti, pokud zvolíme tuto možnost, nepůjde bod smazat. Tyto vlastnosti lze nastavovat globálně, pokud není vybraný žádný z bodů, lze tyto parametry nastavit pro všechny body.

5.5 Zoom - změna velikostí

Vývojové prostředí umožňuje velmi sofistikovaně přizpůsobovat měřítka jednotlivých profilů. V kapitole xxx, byly posány základní komponenty z nástrojové lišty - výřez objektu a nastavení všech grafů do výchozích měřítek.

Dále je možné zoomovat k danému bodu a v jednotlivých osách pomocí kolečka myši.

Kapitola 6
Import/Export

Program umožňuje import/export data ve formátu *.csv (Comma-separated values, hodnoty oddělené čárkami). V neregistrované demo verzi není možné data importovat ani exportovat. Tvar dat v csv souboru je následujcí - první sloupec reprezentuje souřadnici x na master ose, druhý sloupec reprezentuje hodnoty slave pro polohu (případně další sloupce určují hodnoty slave pro další derivace).

6.1 Import dat z csv souboru

Import dat se vyvolá z hlavního menu soubor/import, který vyvolá okno pro výběr požadovaného csv souboru (6.1). Po výběru csv souboru se zobrazí dialogové okno, ve kterém je nutno vybrat požadovaný profil (6.2), kterým budou proloženy body. Pokud csv soubor obsahuje i další derivace, je možné je zahrnout do importu. Potom je vhodné proložit křivku polynomem 5tého řádu. Po dokončení importu se zobrazí zpráva o dokončení importu (6.3).


PIC

Obrázek 6.1: Import - výběr csv souboru


PIC

Obrázek 6.2: Import - volba křivky


PIC

Obrázek 6.3: Import - import proběhl v pořádku

6.2 Export dat do csv souboru

Export dat se spustí obdobně jako import z hlavní nabídky soubor/export, který vyvolá okno uložení (6.4). V okně je nutné vybrat požadované umístění souboru, dále je možné zvolit typ csv souboru. Po té dojde k zobrazení dialogového okna (6.5), kde je nutné vybrat počet bodů (vzorků), případně doplnit další body rychlosti, zrychlení a jerku.


PIC

Obrázek 6.4: Export - umístění a název csv souboru


PIC

Obrázek 6.5: Export - volba počtu bodů


PIC

Obrázek 6.6: Export - export proběhl v pořádku

Kapitola 7
Poznámky k implementaci

V této kapit

Literatura

[1]   Cam Design and Manufacturing Handbook, Robert L. Norton,Industrial Press, 2009

Rejstřík

csv soubor, 20, 25

dokovací panel, 14

export dat, 20, 25

import dat, 20, 25

vačkový profil, 3