三維增材鞋面印花機對位平臺的冗余驅(qū)動控制策略
發(fā)布時間:2021-11-12 14:09
針對自動鞋面印花機在進行對版時定位精度低,影響鞋面印刷質(zhì)量的問題,提出了基于冗余驅(qū)動的印花機對位平臺。在原有的三軸并聯(lián)機構(gòu)對位平臺的基礎(chǔ)上通過增加1個Y軸,有效地提高了對位平臺Y向的剛度和承載能力,從而提高了印花機對位平臺的定位精度。由于冗余驅(qū)動機構(gòu)運動過程中存在機構(gòu)運動耦合,利用幾何法進行解耦,提出了基于電子凸輪的控制策略。同時提出了對機構(gòu)換向間隙補償?shù)目刂撇呗?進一步提高對位平臺的定位精度,保證了鞋面的印刷質(zhì)量。經(jīng)過實驗驗證,改進后的印花機對位平臺Y向定位精度提高了85.7%,Z向旋轉(zhuǎn)定位精度提高了72.9%,X向和Y向換向間隙分別提高了50%和75%,Z向旋轉(zhuǎn)換向間隙提高了42.86%。
【文章來源】:紡織學(xué)報. 2020,41(10)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
三維增材印花機
印刷機頭又分為印刷機構(gòu)和對位機構(gòu),其中對位機構(gòu)采用了UVW對位平臺。UVW對位平臺的核心機構(gòu)組成是移動副-轉(zhuǎn)動副-移動副(P-R-P)并聯(lián)機構(gòu),P-R-P并聯(lián)機構(gòu)可以實現(xiàn)一定范圍內(nèi),X方向移動、Y方向移動、θ方向(XY平面)轉(zhuǎn)動[6]。圖2示出UVW平臺的機構(gòu)簡圖。鞋面印刷時,往往需要多塊網(wǎng)版進行套印。當(dāng)?shù)?塊網(wǎng)板印刷完畢,需要更換網(wǎng)板繼續(xù)印刷時,就需要進行對版操作。此時先將第2塊網(wǎng)板固定在對位平臺上,然后操作人員通過觀察網(wǎng)板上的印花與上一塊網(wǎng)板所印的鞋面印花之間的偏差,調(diào)整UVW平臺。操作人員將X、Y方向的偏差以及角度的偏差輸入控制器,控制器驅(qū)動對位平臺運動,使得第2塊網(wǎng)板上的印花與第1塊網(wǎng)板印好的鞋面上的印花匹配,從而實現(xiàn)對版。由此可見,對位平臺的定位精度對鞋面印刷質(zhì)量有直接的影響。
式中:δX1為X1軸的位移量,mm;δX2為X2軸的位移量,mm;δY為Y軸的位移量,mm;δθ為平臺繞幾何中心旋轉(zhuǎn)的角度,(°);θ0為對位平臺原有的旋轉(zhuǎn)角度,(°);R為對位平臺幾何中心到各軸軸承中心的假設(shè)半徑,mm;θx為連接X1軸與平臺幾何中心的直線與水平方向的夾角,(°);θy為連接Y軸與平臺幾何中心的直線與水平方向的夾角,(°)。對于UVW平臺沿X正方向平移ΔX,沿Y正方向平移ΔY,δX1、δX2、δY的位移量滿足式(2)所示關(guān)系。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的3D增材印花工藝參數(shù)優(yōu)化[J]. 王曉暉,劉月剛,孟婥,孫以澤. 紡織學(xué)報. 2019(11)
[2]一種新型冗余驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)位姿正解研究[J]. 王啟明,蘇建,隋振,林慧英,趙禮輝. 機械工程學(xué)報. 2019(09)
[3]基于粒子群算法的3D印花網(wǎng)版對位的移動平臺誤差補償[J]. 李培,李培波,謝瑤,孫以澤. 東華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(02)
[4]高精度機械設(shè)備換向間隙補償?shù)目刂葡到y(tǒng)和方法[J]. 許展望,景群平,王俊萍,馬永軍,郝宏昭. 重型機械. 2018(02)
[5]冗余驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)的驅(qū)動力同步協(xié)調(diào)控制[J]. 劉曉飛,姚建濤,趙永生. 計算機集成制造系統(tǒng). 2018(09)
[6]淺析絲網(wǎng)印刷質(zhì)量的影響因素[J]. 高巧俠. 廣東印刷. 2017(03)
[7]R680系列自動印花機橢圓運動機構(gòu)建模與仿真解析[J]. 汪興興,卓露,朱昱,倪威,倪紅軍. 紡織學(xué)報. 2017(03)
碩士論文
[1]基于雙目視覺的UVW定位平臺關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉重陽.北方工業(yè)大學(xué) 2017
[2]織物絲網(wǎng)印花設(shè)備及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 但丁.武漢紡織大學(xué) 2014
本文編號:3491067
【文章來源】:紡織學(xué)報. 2020,41(10)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
三維增材印花機
印刷機頭又分為印刷機構(gòu)和對位機構(gòu),其中對位機構(gòu)采用了UVW對位平臺。UVW對位平臺的核心機構(gòu)組成是移動副-轉(zhuǎn)動副-移動副(P-R-P)并聯(lián)機構(gòu),P-R-P并聯(lián)機構(gòu)可以實現(xiàn)一定范圍內(nèi),X方向移動、Y方向移動、θ方向(XY平面)轉(zhuǎn)動[6]。圖2示出UVW平臺的機構(gòu)簡圖。鞋面印刷時,往往需要多塊網(wǎng)版進行套印。當(dāng)?shù)?塊網(wǎng)板印刷完畢,需要更換網(wǎng)板繼續(xù)印刷時,就需要進行對版操作。此時先將第2塊網(wǎng)板固定在對位平臺上,然后操作人員通過觀察網(wǎng)板上的印花與上一塊網(wǎng)板所印的鞋面印花之間的偏差,調(diào)整UVW平臺。操作人員將X、Y方向的偏差以及角度的偏差輸入控制器,控制器驅(qū)動對位平臺運動,使得第2塊網(wǎng)板上的印花與第1塊網(wǎng)板印好的鞋面上的印花匹配,從而實現(xiàn)對版。由此可見,對位平臺的定位精度對鞋面印刷質(zhì)量有直接的影響。
式中:δX1為X1軸的位移量,mm;δX2為X2軸的位移量,mm;δY為Y軸的位移量,mm;δθ為平臺繞幾何中心旋轉(zhuǎn)的角度,(°);θ0為對位平臺原有的旋轉(zhuǎn)角度,(°);R為對位平臺幾何中心到各軸軸承中心的假設(shè)半徑,mm;θx為連接X1軸與平臺幾何中心的直線與水平方向的夾角,(°);θy為連接Y軸與平臺幾何中心的直線與水平方向的夾角,(°)。對于UVW平臺沿X正方向平移ΔX,沿Y正方向平移ΔY,δX1、δX2、δY的位移量滿足式(2)所示關(guān)系。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的3D增材印花工藝參數(shù)優(yōu)化[J]. 王曉暉,劉月剛,孟婥,孫以澤. 紡織學(xué)報. 2019(11)
[2]一種新型冗余驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)位姿正解研究[J]. 王啟明,蘇建,隋振,林慧英,趙禮輝. 機械工程學(xué)報. 2019(09)
[3]基于粒子群算法的3D印花網(wǎng)版對位的移動平臺誤差補償[J]. 李培,李培波,謝瑤,孫以澤. 東華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(02)
[4]高精度機械設(shè)備換向間隙補償?shù)目刂葡到y(tǒng)和方法[J]. 許展望,景群平,王俊萍,馬永軍,郝宏昭. 重型機械. 2018(02)
[5]冗余驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)的驅(qū)動力同步協(xié)調(diào)控制[J]. 劉曉飛,姚建濤,趙永生. 計算機集成制造系統(tǒng). 2018(09)
[6]淺析絲網(wǎng)印刷質(zhì)量的影響因素[J]. 高巧俠. 廣東印刷. 2017(03)
[7]R680系列自動印花機橢圓運動機構(gòu)建模與仿真解析[J]. 汪興興,卓露,朱昱,倪威,倪紅軍. 紡織學(xué)報. 2017(03)
碩士論文
[1]基于雙目視覺的UVW定位平臺關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉重陽.北方工業(yè)大學(xué) 2017
[2]織物絲網(wǎng)印花設(shè)備及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 但丁.武漢紡織大學(xué) 2014
本文編號:3491067
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