4.4　凸轮分度器原理及应用

4.4.1　凸轮分度器的功能

（1）凸轮分度器的功能

凸轮分度器在工程上也称为凸轮分割器，它属于一种高精度回转分度装置。其外部包括两根互相垂直的轴，一根为输入轴，由电动机驱动；另一根输出轴，安装工件及定位夹具等负载的转盘就安装在输出轴上。凸轮分度器在结构上属于一种空间凸轮转位机构，在各种自动机械中主要实现以下功能：圆周方向上的间歇输送、直线方向上的间歇输送、摆动驱动机械手。凸轮分度器是一种典型的间歇输送装置，既可以在圆周方向上进行间歇输送，也可以通过机构变换应用在输送线上，完成直线方向上的间歇输送。摆动驱动机械手属于凸轮分度器的一种派生产品，也是一种空间凸轮转位机构，输出轴输出的是由旋转摆动运动与轴向直线运动组成的复合运动，因而在功能上实际是一种两坐标摆动式机械手。槽轮机构、棘轮机构等间歇输送机构都属于普通的圆周方向间歇分度机构，精度有限，通常只应用在对输送精度及装配精度要求不高的一般场合。与这些机构不同的是，凸轮分度器是一种专业化的、高精度的回转分度间歇输送装置，是一种为适应高度自动化、高速化、高精度生产装配场合而专门设计开发的自动机械核心部件。要在凸轮分度器的上方加装圆盘形状的转盘、各种装配执行机构、上下料装置及控制系统后，就组成了一台高效率、高精度的自动化装配或检测专机。

（2）性能特点

凸轮分度器作为一种专业化的自动机械核心部件，在很多方面具有槽轮机构、棘轮机构、气动分度器等普通分度机构所无法比拟的优良性能。

①满足高速装配生产需要　凸轮分度器转位速度高，能满足现代高速装配生产的需要。在现代制造业中，生产高速化是区别于传统制造业的显著特点之一，生产高速化大大缩短了机器的节拍时间。机器的节拍时间是由用于工序操作的工艺操作时间和用于辅助作业的辅助操作时间两部分组成的。在圆周方向间歇输送的自动化专机中，要缩短用于装配操作的工艺时间难度较大，可以缩短的空间也非常有限，只有大幅缩短用于转位分度的辅助操作时间才有可能大幅缩短节拍时间，提高机器的生产效率。凸轮分度器能够实现很高的转位速度，因而辅助操作时间短，生产效率高，可满足高速装配生产的需要。

②定位精度高　现代制造业中，除生产高速化外，高精度生产装配是区别于传统制造业的另一个显著特点，而高精度生产装配是通过执行机构的运动精度及工件的定位精度来保证的。凸轮分度器在工作过程中，由于各工位上方执行机构的位置及运动行程是相对固定的，只是工件随转盘周期性地分度转位，需要保证每次转位后各工位上工件的位置都分别与各执行机构的位置严格对应。因为凸轮分度器能提供极高的分度精度，因而能够在生产中提供很高的重复定位精度，在目前所有的自动分度装置中，这种装置的分度精度几乎是最高的。

③高刚性　在实际工程应用中，这种类型的自动机械要达到较高的装配精度，除执行机构的运动精度、工件的回转定位精度外，另一个必要的条件就是支承部件必须具有足够的刚度。因为很多装配操作都是在一定的负载外力下进行的，如果支承部件没有足够的刚度，在负载外力下就会发生不允许的变形，导致装配精度下降。

在采用凸轮分度器进行圆周方向间歇分度的自动化专机中，凸轮分度器除提供高精度转位分度功能外，同时还是这种自动机械上的主要承载部件，各种负载最终都是通过转盘靠凸轮分度器支承的。如果凸轮分度器不能提供足够的刚性，则实际装配过程中在上述各种负载的作用下，承载部件就会产生变形，转盘就不能保证在一个平面内工作，工件的定位精度就会下降。凸轮分度器具有高刚性，能支承上述负载而不产生超过允许值以外的变形。

④根据使用需要能得到灵活的转位时间与停顿时间比　在各种不同的使用场合，产品装配或加工所需要的工艺时间各不相同，同一台机器上不同工位所需要的工艺时间也各不相同。凸轮分度器能得到灵活的转位时间与停顿时间比，因而可以满足各种工艺条件下的转位分度要求，使用方便。

⑤简化机器设计制造过程　凸轮分度器是一种标准化的自动机械转位分度部件，工程上都是根据节拍时间及负载大小等要求向专业制造商订购，专业制造商还可以为客户配套设计好电动机驱动系统，用户只要在凸轮分度器的输出轴上设计安装好转盘及定位夹具即可使用，大大简化了机器的设计及制造过程。

⑥维护简单　由于凸轮分度器内部采用高级润滑脂或润滑油进行润滑，在使用过程中维护简单，主要为定期更换合适的润滑油或润滑脂，不需要复杂的维护。一般除更换润滑油外，工作100000h以下都无需进行维修。

⑦价格　凸轮分度器早期价格较高，随着国内市场迅速扩大，除国内已有少数公司制造生产外，日本的相关企业也在国内设立办事处或生产厂，已经部分实现了制造本地化，目前市场价格已经较以前大幅下降，降低了机器的制造成本。