SYMAP SYMAP-ECG（通常代表 Electronic Cam Gearbox，电子凸轮齿轮箱）是 Symap（瑞士，精密运动控制专家）公司推出的一款高性能电子凸轮控制器。它本质上是一个功能强大的软件可编程运动控制器，通过电子方式精确模拟传统机械凸轮、齿轮箱、差速器等复杂机械联动机构的功能。该模块能够基于一个或多个主轴（虚拟或实际）的位置，实时计算出从轴（一个或多个）的精确目标位置、速度或扭矩，从而实现无机械连接的、完全柔性的同步运动控制。
应用场景：
在华东一家领先的软包装印刷机上，传统的机械齿轮箱和凸轮机构制约了换版和调整工艺的灵活性，每次产品更换都需要数小时的机械调整。设备制造商在升级机型时，采用 SYMAP SYMAP-ECG 电子凸轮控制器取代了复杂的机械联动。现在，套色精度、切刀相位、张力辊摆动等所有运动关系全部由 SYMAP-ECG 通过软件定义。操作工只需在HMI上选择新的产品配方，所有轴的同步关系瞬间切换完毕。技术总监感慨：“SYMAP-ECG 彻底改变了我们的机器。换产时间从小时级缩短到分钟级，客户的小批量、多品种订单变得经济可行。更重要的是，它实现了以前机械结构无法实现的复杂补偿曲线，印刷套准精度提升了30%以上。”
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品系列/型号 | SYMAP-ECG (电子凸轮齿轮箱模块) |
制造商 | Symap (瑞士) |
产品类别 | 电子凸轮/电子齿轮箱控制器 |
核心功能 | 电子凸轮、电子齿轮（多级变速比）、电子差速、相位同步、飞剪/追剪 |
同步关系 | 支持多主轴（虚拟或实际编码器反馈）、多从轴的复杂同步关系 |
凸轮曲线 | 支持多种标准曲线（正弦、多项式等）及用户自定义任意曲线，支持平滑过渡 |
控制模式 | 位置同步控制（CSP）、速度同步控制（CSV）、转矩同步控制（CST） |
主轴输入 | 支持编码器反馈（差分/单端）、高速脉冲输入、或通过现场总线（如 EtherCAT）获取虚拟主轴位置 |
从轴接口 | 通常通过高速现场总线（如 EtherCAT, SERCOS III, PROFIBUS-DP, CANopen）连接伺服驱动器 |
处理性能 | 极高同步计算速度与精度，位置环刷新率可达微秒级，确保高动态同步 |
编程与配置 | 使用 Symap 专用编程软件（如 SYMAP Studio）进行图形化或脚本编程，定义运动关系 |
内存与存储 | 可存储多个凸轮表、齿轮比和运动程序，支持运行时动态切换 |
通信接口 | 主站通信接口（如 EtherCAT）、配置接口（USB/Ethernet）、数字I/O |
技术原理与创新价值：
SYMAP SYMAP-ECG 的核心在于用软件和高速电子技术替代刚性机械连接，实现了运动关系的数字化和柔性化革命。
创新点1：从机械枷锁到软件自由。 传统机械凸轮和齿轮一旦加工完成，其运动关系就被固定，改变极其困难。SYMAP-ECG 通过高性能处理器，实时解算用户定义的数学函数（凸轮曲线）或变速比（齿轮比），动态生成从轴的运动指令。这意味着复杂的相位同步、变速比切换、甚至非线性运动关系，都可以通过修改参数或切换程序在瞬间完成，赋予了机器前所未有的灵活性。
创新点2：超越机械的精密与动态性能。 机械传动存在背隙、磨损、弹性变形等问题，限制了精度和响应速度。SYMAP-ECG 作为全电子系统，通过高分辨率编码器反馈和高速总线通信，实现了纳米级的位置计算精度和微秒级的指令更新。它能够生成极其平滑、无冲击的运动曲线，即使在高动态的启停和变速过程中，也能保持从轴与主轴的精确同步，这对于高速精密设备至关重要。
创新点3：构建虚拟机械拓扑的无限可能。 SYMAP-ECG 允许用户构建复杂的虚拟机械结构。例如，一个从轴可以同时跟随两个主轴运动（电子差速），或者一个主轴的运动可以经过一个虚拟的“电子齿轮箱”后再驱动多个从轴。这种能力使得模拟连杆机构、非圆齿轮、甚至自定义的复杂复合运动成为可能，极大地扩展了机器的工艺能力，能够实现以往纯机械设计无法想象的运动模式。
应用案例与行业价值：
案例一：全电子式高速旋转飞剪系统。
在一条金属板材连续生产线上，需要将高速运动的板材按定长切断。系统采用 SYMAP-ECG 控制飞剪刀的旋转运动。SYMAP-ECG 以送料辊的编码器信号为主轴，实时计算飞剪刀需要遵循的电子凸轮曲线。该曲线确保剪刀在剪切段与板材完全同步（速度匹配），在非剪切段快速返回。通过软件调整曲线参数，可以无缝切换不同的剪切长度，而无需更换任何机械零件。生产经理表示：“飞剪长度切换现在就像改个数字那么简单。SYMAP-ECG 的同步精度让我们实现了零废料剪切，材料利用率达到理论极限。”
案例二：多轴机器人协同涂胶系统。
在一台汽车挡风玻璃自动涂胶设备上，两个涂胶机器人需要沿着一根直线导轨移动，同时它们的腕部必须相对于移动的玻璃车身完成复杂的3D空间轨迹。系统使用一个 SYMAP-ECG 模块。它以输送带的编码器为主轴，创建一个虚拟的“移动坐标系”。两个机器人的基座轴（直线轴）作为从轴1，严格跟随这个虚拟主轴移动。同时，SYMAP-ECG 再以这个移动的基座为参考，通过复杂的电子凸轮关系，控制两个机器人腕部的各关节轴（从轴2-N），从而合成出相对于静止车身的精确涂胶轨迹。这相当于用软件构建了一个虚拟的“移动龙门架”，实现了机械上难以实现的动态协同。
相关产品组合方案：
一个完整的 SYMAP SYMAP-ECG 电子凸轮系统通常包括：
SYMAP-ECG 主控制器模块：核心计算单元。
伺服驱动器与电机：作为从轴执行单元，需支持高速实时通信协议（如 EtherCAT）。
主轴编码器：高精度编码器，用于提供实际主轴位置反馈。
高速现场总线网络：如 EtherCAT 网络，连接 SYMAP-ECG、伺服驱动器及上位PLC。
上位PLC或HMI：用于启停控制、配方管理和状态监控，通过总线与 SYMAP-ECG 通信。
编程与配置软件：SYMAP Studio，用于定义运动关系、凸轮表、配置参数和调试。
I/O模块：用于连接限位开关、启动按钮等现场信号。
电源模块：为整个控制系统供电。
安装维护与全周期支持：
SYMAP SYMAP-ECG 的安装主要是电气安装，将其集成到控制柜的背板或导轨上，并连接电源、编码器反馈线和现场总线。核心工作是使用 SYMAP Studio 软件进行编程和配置：定义主轴和从轴、建立同步关系、绘制或导入凸轮曲线、设置各类参数。调试阶段需仔细进行相位对齐、增益调节和运动测试。
日常维护主要是确保散热良好，定期检查总线连接和编码器线路的可靠性。软件程序和参数应定期备份。
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