模切機(jī)主切機(jī)構(gòu)運動精度及可靠性研究.pdf

1、在印后加工設(shè)備中，模切機(jī)是應(yīng)用廣泛、自動化程度和技術(shù)含量較高的機(jī)種之一，主要應(yīng)用于紙盒、紙箱或商標(biāo)等印刷品的模切、壓痕、壓凸凹及燙金或燙全息工藝過程，是包裝印刷工業(yè)中重要的印品表面整飾加工設(shè)備?，F(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，對模切機(jī)械提出了更高的要求，高速度、高精度、高效率已成為不可阻擋的發(fā)展趨勢。與國外模切機(jī)相比，國產(chǎn)模切機(jī)的工作速度與模切精度都還有較大差距。如何解決模切機(jī)工作速度與模切精度的矛盾，使產(chǎn)品向高速化、高精度化、高穩(wěn)定化發(fā)展是我國自

2、動平壓模切機(jī)設(shè)計制造亟需攻關(guān)的課題。
　　 本論文以全自動平壓平模切機(jī)主切機(jī)構(gòu)為研究對象，通過零部件三維模型創(chuàng)建、多體系統(tǒng)動力學(xué)分析、運動精度分析、運動精度可靠性研究，對模切機(jī)主切機(jī)構(gòu)運動規(guī)律及設(shè)計初期加工誤差的合理分配與控制等問題進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　 1.依照物理樣機(jī)的具體形狀及尺寸參數(shù)建立模切機(jī)主切機(jī)構(gòu)主要零件、部件和整機(jī)的精確三維模型，并在此基礎(chǔ)上，運用多剛體和多柔體動力學(xué)理論及虛擬樣機(jī)技術(shù)，基于ADAMS平臺，

3、建立了主切機(jī)構(gòu)多剛體模型和考慮曲軸柔性作用的多柔體模型，對多剛體及多柔體兩種運動模型對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響規(guī)律進(jìn)行了研究分析。
　　 2.綜合運用機(jī)構(gòu)運動學(xué)、運動誤差分析理論及虛擬樣機(jī)技術(shù)，基于模切機(jī)主切機(jī)構(gòu)多剛體及柔性多體動力學(xué)模型，分別建立了考慮尺寸誤差的計算模型和考慮運動副間隙的計算模型，并對模切機(jī)主切機(jī)構(gòu)的運動精度進(jìn)行了仿真分析。通過分析主切機(jī)構(gòu)中各桿組桿長誤差，零部件彈性變形及運動副間隙對機(jī)構(gòu)運動精度的影響，研究提出了模

4、切機(jī)主切機(jī)構(gòu)設(shè)計初期加工誤差分配和控制的有效技術(shù)途徑。
　　 3.應(yīng)用Taylor展開法，將與主切機(jī)構(gòu)最終輸出精度直接相關(guān)的上肘桿擺動角度作為輸出參數(shù)，獲得了主切機(jī)構(gòu)運動精度可靠性的解析表達(dá)式，對主切機(jī)構(gòu)運動精度可靠度進(jìn)行分析求解，并應(yīng)用MATLAB軟件進(jìn)行了仿真分析，獲得了主切機(jī)構(gòu)各桿件桿長誤差均值及方差對主切機(jī)構(gòu)運動精度可靠性的影響關(guān)系。
　　 4.從慣性權(quán)重改進(jìn)入手，提出一種改進(jìn)的粒子群算法(TSWPSO)。該算法

5、采用Sugeno模糊補(bǔ)算子函數(shù)產(chǎn)生一組由大到小變化的慣性權(quán)重曲線，從“慣性權(quán)重”和“多種群”兩個方面對粒子群算法進(jìn)行改進(jìn)。在此算法中，不需預(yù)先給定慣性權(quán)重的值或范圍，慣性權(quán)重曲線根據(jù)種群位置變化自動更新修正。通過對無約束及有約束測試函數(shù)進(jìn)行仿真實驗，驗證了該算法的有效性。
　　 5.根據(jù)可靠性指標(biāo)的幾何原理，結(jié)合改進(jìn)粒子群算法參數(shù)設(shè)置簡單、收斂速度快以及精度高等特點，建立了機(jī)構(gòu)運動精度可靠性指標(biāo)及可靠性求解數(shù)學(xué)模型，并分別應(yīng)用于