凸轮分割器在自动化装配机械中广泛使用，选择合适的机构对于最大限度地提高性能和降低这一关键部件的成本至关重要。本操作指南将探讨两种可用于旋转分度的常见设备，并给出正确选择的建议。这两种流行的设备是凸轮分割器器和伺服转台。
凸轮分割器是一种无处不在的机构，几十年来一直用于转台。它们非常适合始终以相同角度进行索引的应用，并且需要以非常合理的成本进行高精度定位。凸轮分割器使用机械凸轮来提供运动控制来定位负载。在凸轮上加工出一条数学运动曲线，提供极其平滑和可重复的运动。
凸轮分割器有两种主要工作模式。一种模式称为“按需循环”。这表明凸轮轴将一次循环一圈，以一次推进一个位置的输出。这通常是通过使用廉价的凸轮轴传感器包来检测凸轮轴位置，并使用 VFD 来停止和启动电机来实现的。凸轮轴停留周期为凸轮轴提供了一个宽大的窗口，可以在不影响输出位置的情况下停止。为了循环分度器，PLC向VFD发出命令，将驱动电机加速到预设速度，凸轮旋转一圈以分度输出，传感器向PLC发送就位信号，PLC向VFD发出信号，以在凸轮停留位置停止凸轮轴。无论完成每个工位的工作需要多长时间，工作台都将处于停留位置。停留时间可以从几分之一秒到几分钟或几小时不等，具体取决于应用。这种组合允许使用廉价的驱动系统进行非常精确的定位。
凸轮分割器也可以在更传统的“连续”模式下运行，其中凸轮轴以恒定速度旋转，分度和停留时间仅由凸轮运动曲线控制。当其他设备将与凸轮轴正时机械同步时，或者当分度器需要以比电机停止和启动更快的循环速率运行时，连续模式非常有用。连续索引器可以以超过 1,000 cpm 的速率运行。连续模式的局限性在于，可能无法加工需要快速分度运动和较长停留时间的凸轮。
完全可编程的伺服转台是另一种常见的选择。在两种特定情况下，伺服转台是有利的。第一种是需要灵活的运动模式。例如，在一台计算机上运行两个不同的产品，每个产品都需要不同的索引模式。适合伺服分割器的另一种情况是需要极快的定位，然后是较长的停留时间。按需循环凸轮分割器受到限制，因为在开始输出运动之前，需要在停留期间将凸轮轴加速到速度。凸轮轴的加速速度存在实际限制，因此在开始运动之前会有延迟。使用伺服转台时，一旦伺服电机开始移动，输出就会旋转。一个实际的例子是在 90.0 秒内将负载索引为 25 度。这对于连续凸轮分度器或零间隙伺服分度器来说并不困难，但按需循环凸轮分度器可能会难以应对这种运动。对于快速伺服分度应用，具有零背隙的预紧齿轮减速器对于以最短的稳定时间实现平稳的分度运动至关重要。零间隙 RollerDrive 机构将是实现具有出色动态响应的精确定位的最佳选择。
对于任何一种类型的分割器，都需要应用信息，包括转动惯量、分度角度、分度时间和停留时间。信誉良好的潭子精工能够为应用适当调整转台的尺寸。
下面是为下一个应用程序选择分割器时要考虑的六个重要方面。
1.准确性对您的应用有多重要
这都是相对的。对于某些人来说，5/6“ +/- 非常棒，可以满足他们应用的精度。例如，其他测量分度设备需要微米级的精度。然后，还有一些应用程序属于这些极端。误解是，您可以采用不准确的分度设备，并通过引入弹针或楔形锁定装置来使其准确。这些设备增加了使用的复杂性和周期时间，并且在引入这些设备时，使用高精度分割器可能会造成损坏，也会降低其准确性。在实际测试中，通过选择特定组件，潭子精机的伺服凸轮分割器测得的精度高达 <>-<> 角秒。这些不是潭子精机声称的结果，而是客户证明的结果。
2.分度系统中的间隙
在启动和停止质量时，重要的是要知道您需要多快的速度停止应用程序质量。在不太严格的环境中或存在更大的间隙的情况下，更快的启动和停止会带来许多控制问题。当移动质量时，无论是旋转的还是线性的，在具有几角分间隙的系统中启动和停止都会导致齿轮系统内的大量来回运动。其结果是一种难以计算甚至无法计算的力。此外，当齿轮头用于旋转应用时，质量离旋转中心越远，间隙放大得越大。在减速时间极慢的应用中，间隙可能不是问题。想想狂欢节上的摩天轮。需要几秒钟才能停止。现在，你能想象那个摩天轮是否在几分之一秒内启动和停止吗？仅振动就很可能在几天或几小时内将游乐设施撕裂，并在几分之一秒内不断启动和停止。对于凸轮分割器，存在“零间隙”。凸轮分割器的机械结构提供了一个极其坚固、非常可控的系统。我们的凸轮分割器系统能够承受快速的循环时间，停止时间在几毫秒内。我们在线性精密链式输送机中采用相同的技术，以实现极其精确的平稳运动。
3.质量转动惯量
这是您在旋转质量时必须了解的最相关的信息。我会强调这个术语，质量惯性矩！！在为应用确定旋转装置的尺寸时经常被忽视。凸轮分度公司已经这样做了近 100 年，他们根据质量转动惯性负载能力设计了他们的凸轮分割器。我要再说一遍，知道你的质量惯性矩是#1最重要的因素。一旦知道了质量惯性矩，凸轮分割器就可以根据需要达到的任何速度正确调整尺寸。大多数公司最常犯的错误是认为旋转质量与推动质量相同。大多数情况下，他们计算移动一定重量所需的扭矩。这通常会导致完全失败。重要的是要了解在这些类型的应用中拥有最多经验的公司是利用凸轮技术的凸轮分割器的制造商。为什么会这样？这是因为从事旋转凸轮系统的工程和制造的公司对车削质量有非常敏锐的了解，并且真正了解质量惯量的重要性。
4.加速和减速
关于伺服或通常称为完全可编程的凸轮分割器的发展，为了整个循环时间，有时忽略了加速和减速时间。正如我们大多数人所知，汽车有时按加速时间进行评分，例如 0-60 英里/小时的时间。常识告诉我们，仅通过向发动机引入更多马力来将汽车推向极端极限将导致专为更慢的加速而设计的部件出现故障，而不是为这种力而制造。另一方面，在减速过程中，以极端速度降档会对变速器施加指数级力，您走得越快并尝试减速。在凸轮分割器上旋转质量时也是如此。有些人会说 3.0 度 180 秒无论如何都需要相同的力。3.0 秒是 3.0 秒，对吧？
错了，使用伺服驱动器，您可以对驱动器进行编程，使其在十分之一秒内立即加速。在 0.1 而不是 1.0 加速所需的扭矩是巨大的。在某些情况下，每十分之一秒都会产生重大差异，尤其是在移动数千千公斤的质量惯性载荷时2.在运行之前确定加速和减速率应该是多少至关重要。顺便说一句，当存在光幕或需要采用急停程序时，所有带有编码器的伺服或交流电机都必须具有编程减速功能。没有伺服或机器人电机制造商建议在任何这些情况下立即施加制动。电机制造商和旋转分度台制造商都知道，在转弯质量时立即施加制动器会对两个部件造成过早损坏。
5.环境
在集成凸轮分割器时，某些环境可能会导致标准凸轮分割器过早失效。如果是食品制造设施，则存在冲洗化学品，这些化学品可能会对标准钢制部件造成腐蚀。在某些情况下，简单的镀镍就足够了，使用的化学品不会穿透镀层并损坏钢部件。有时，这必须更进一步，制造这些由不锈钢部件制成的标准分度单元。Motion Index Drives， Inc. 制造了带有不锈钢部件的凸轮分割器和精密链接分度输送机，可承受食品制造领域使用的这些刺激性化学品。此外，有必要进行适当的密封，以防止这些化学品进入分度机。这是通过使用特殊密封件创建迷宫式密封来完成的，这些密封件具有不会因这些刺激性化学物质而分解的涂层。
铸造厂以细金属粉尘的形式存在污染物，这些污染物会破坏没有适当密封的标准分度表的内部组件。细小的金属粉尘可以渗透到标准密封系统中并与内部油混合。
当足够多的细金属粉尘进入油中时，它会变得非常磨蚀性，并迅速磨损轴承、凸轮从动件、凸轮和齿轮。
6.速度
索引时间，或者说你能多快到达下一个位置，在自动化系统中执行下一个流程，始终是客户愿望清单的首位。有时，客户出于所有正确的原因想要极快的索引时间，有时请求的索引时间只是客户的猜测。如前所述，折度相对于质量惯性矩的速度决定了在应用惯性载荷条件下哪个分割器将执行速度的最终尺寸。正如大多数凸轮分度公司所知，四分之一秒（250毫秒）有时相当于更昂贵的单位的数千美元。请求特定索引时间时，请确保索引时间是绝对必需的。刚开始从事旋转分度设备制造业务的公司的另一个巨大错误是，他们没有很好地掌握分度时间的最轻微变化对组件的影响。例如：质量转动惯量为 175 kgm 的应用2（598,005 英寸磅2） 的惯性。一位客户希望 0 度的索引时间为 50.45 秒，而另一位客户对 1 度移动的索引时间约为 75.45 秒感到满意。索引时间较慢的客户可能能够在生产中的其他流程中获取时间，无论是更快的加载还是其他流程能够更快地移动。由于能够使用较慢的索引时间，成本差异几乎是 5 倍。当速度变得非常快时，即使在小惯性负载下，有时也需要使用伺服电机技术来实现如此高的分度速度。在这些条件下必须引入伺服电机的原因是来自伺服电机的峰值扭矩是瞬时的。
标准交流电机需要通量才能使电机运转。这可以从 100 毫秒到 500 毫秒不等，具体取决于驱动器和电机的大小。