论文部分内容阅读
全电动注塑机是通过电机驱动滚珠丝杠、皮带轮和齿轮副机构将动力传递给合模机构完成注塑工艺的装备。近年来随着塑料产业的迅速发展,全电动注塑机的使用得到了极大地普及,市场对全电动注塑机的性能要求越来越高。产品的小批量化、大型化使得行业对全电动注塑机合模机构的性能提出了更大锁模力、更短运行周期、更加柔性输出的特性。混合驱动机构作为一种可控柔性输出的机械系统,为全电动注塑机的产品升级提供了可行性方案。本文某公司型号SZ-700注塑机为研究对象,利用MATLAB对全电U动注塑机合模机构进行结构设计与优化分析,应用重复控制补偿PID对合模机构的控制系统进行了建模设计计算,最后采用ADAMS与Simulink的联合仿真,对整体合模机构的优化分析进行仿真验证。本文主要对以下几个方而进行了研究：对混合驱动注塑机合模机构的数学模型分析。从平而二自由度五杆机构的可动性出发,对混合驱动合模机构的杆长关系进行分析；应用杆长关系法对混合驱动合模机构进行正、逆运动学分析：采用拉格朗目法和虚功原理建立混合驱动合模机构的动力学方程。对混合驱动注塑机合模机构的优化设计。通过对合模机构动模板的运动规律总结,利用MATLAB优化工具箱对合模机构的几何参数和伺服电机输出进行优化。由于混合驱动合模机构本身具有的耦合属性,只能通过多步优化迭代接近最优解。利用对混合驱动合模机构的正逆运动学分析,先建立以伺服电机输出杆的速度最小为目标函数的非线性微分方程组,解出优化后杆件几何参数;然后通过建立动模板输出误差的最小均方根为目标函数得到伺服电机输出规律。对混合驱动注塑机合模机构控制系统的设计。控制系统设计就是对系统误差的控制,在混合驱动合模系统中存在线性非线性的误差因素和扰动,利用重复控制补偿PID算法,基于遗传算法对混合驱动合模机构的PID控制器进行参数整定,符合合模系统动模板的高精度运动。通过ADAMS与Simulink的联合仿真,建立混合驱动合模机构的动力学模型,然后通过ADAMS/Controls模块对合模机构进行动力学数学建模,并添加到混合驱动合模系统的控制模型中,再对上述各节的优化分析结果进行验证性仿真。