[發(fā)明專利]一種伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710480578.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN107138578B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 華林;葉德金;汪小凱;劉艷雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B21D22/02
• 分類號(hào): B21D22/02;B30B1/14;B30B15/26
• 代理公司: 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 唐萬榮;汪瑋華<國際申請(qǐng)>=<國際公布>

本發(fā)明提出一種伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，包括第一曲柄、第一連桿、第二連桿、第二曲柄、第三連桿、滑塊和機(jī)架，第一曲柄的一端與機(jī)架相鉸接，另一端與第一連桿的一端相鉸接，第一連桿的另一端均與第二連桿及第三連桿的一端相鉸接，第二連桿的另一端與第二曲柄的一端相鉸接，第二曲柄的另一端與機(jī)架相鉸接，第三連桿的另一端與滑塊相鉸接，滑塊沿導(dǎo)軌豎直滑動(dòng)，第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一曲柄繞鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二曲柄繞鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明在滿足高速精沖過程滑塊行程、公稱行程內(nèi)的速度和公稱力的多重要求的前提下，提高精沖壓力機(jī)的工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械工程技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

由于精沖零件具有尺寸公差小，形狀精度高，沖裁面光潔，表面平整，垂直度和互換性好等優(yōu)點(diǎn)。市場對(duì)于精沖零件需求不斷增大，人們迫切需要一種高效、高精度的精沖設(shè)備來進(jìn)行大批量生產(chǎn)精沖零件。傳統(tǒng)的單伺服輸入驅(qū)動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)或肘桿機(jī)構(gòu)為了滿足滑塊行程要求，其曲柄半徑不低于某下限值，而過大曲柄半徑限制著機(jī)構(gòu)的增益。即在滿足一定的滑塊行程時(shí)，還需要電機(jī)輸出較大的扭矩；而混合輸入驅(qū)動(dòng)的工作機(jī)構(gòu)存在常規(guī)電機(jī)運(yùn)動(dòng)不可控而影響滑塊運(yùn)動(dòng)特性的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，以滿足高速精沖過程滑塊行程、公稱行程內(nèi)的速度和公稱力的多重要求的前提下，提高精沖壓力機(jī)的工作效率。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括第一曲柄、第一連桿、第二連桿、第二曲柄、第三連桿、滑塊和機(jī)架，其特征在于，所述第一曲柄的一端與機(jī)架相鉸接，另一端與第一連桿的一端相鉸接，第一連桿的另一端均與第二連桿及第三連桿的一端相鉸接，第二連桿的另一端與第二曲柄的一端相鉸接，第二曲柄的另一端與機(jī)架相鉸接，第三連桿的另一端與滑塊相鉸接，滑塊沿導(dǎo)軌豎直滑動(dòng)，第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一曲柄繞鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二曲柄繞鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)；第一曲柄的一端與機(jī)架的鉸接點(diǎn)與第二曲柄的另一端與機(jī)架的鉸接點(diǎn)的水平距離為第二連桿與第二曲柄的長度之差，豎直距離為第一連桿與第一曲柄的長度之和，第一曲柄的一端與機(jī)架的鉸接點(diǎn)與第三連桿的另一端與滑塊的鉸接點(diǎn)位于同一直線上。

按上述方案，所述第一曲柄的長度小于第二曲柄的長度。

一種伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，其特征在于，包括如下步驟：

A)確定兩伺服電機(jī)關(guān)鍵相位角，根據(jù)伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)的工藝過程，在一個(gè)工作周期內(nèi)，滑塊分為三個(gè)控制階段，包括由運(yùn)行起點(diǎn)快速到達(dá)沖裁起始點(diǎn)的快速閉合階段、由沖裁起始點(diǎn)慢速到達(dá)沖裁終止點(diǎn)的慢速?zèng)_裁階段、由沖裁終止點(diǎn)快速到達(dá)運(yùn)行起始點(diǎn)的快速回程階段，確定滑塊的運(yùn)行起始點(diǎn)、沖裁起始點(diǎn)、沖裁終止點(diǎn)及對(duì)應(yīng)兩伺服電機(jī)的運(yùn)行起始相位角、沖裁起始相位角、沖裁終止相位角；

B)兩伺服電機(jī)柔性加減速規(guī)劃，起始和終止位置的加速度和加加速度為零，從加加速度構(gòu)造函數(shù)J(t)：

其中，X為系數(shù)，T為一個(gè)加減速周期，T₀為加減速初始時(shí)間，

根據(jù)J(t)可推導(dǎo)出加速度函數(shù)為A(t)為：其中，C₁為常數(shù)系數(shù)，根據(jù)A(t)可推導(dǎo)出速度函數(shù)V(t)為：

其中，C₂為常數(shù)系數(shù)，根據(jù)V(t)可推導(dǎo)出位移函數(shù)S(t)為：