[發明專利]一種單張紙印刷機遞紙吸嘴運動軌跡優化設計方法

有效

• 申請號: 201811364889.6
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109626044B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 王偉;高文林
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B65H5/22
• 分類號: B65H5/22
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種單張紙印刷機遞紙吸嘴運動軌跡優化設計方法，其特征在于軌跡曲線的分段之間采用超橢圓曲線過渡，引入軌跡分段的水平比例系數和垂直比例系數，根據軌跡區域、周期，確定軌跡方程。根據總周期和軌跡分段的長度，確定分段的時間，建立分段運動行程時間多項式。通過軌跡方程和運動行程時間多項式，計算軌跡的位移、速度、加速度。將水平比例系數、垂直比例系數和超橢圓曲線階次作為設計變量，軌跡整段最大合加速度作為優化設計目標進行設計。該軌跡設計方法設計參數少，軌跡過渡段曲線光滑，吸嘴運動平穩、沖擊振動小。

技術領域

本發明涉及印刷機結構設計技術領域，具體涉及一種遞紙吸嘴機構吸嘴運動軌跡優化設計方法。

背景技術

傳統遞紙吸嘴機構吸嘴運動軌跡分為四段的設計，雖然能夠實現遞紙功能，但在水平位移轉折點處產生較大的速度波動，在轉角過渡段采用圓弧曲線過渡，容易產生較大的加速度，對于機構容易產生一定的振動,降低了機器的使用壽命，增加印刷成本。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種遞紙機構吸嘴運動軌跡優化設計方法，減小了傳統設計帶來的機構沖擊，降低了機構的振動，得到了形狀過渡光滑，平穩高效的運動軌跡。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種遞紙機構吸嘴運動軌跡優化設計方法,包括如下步驟：

步驟S1:根據工作區域長度、周期，確定曲線過度段的軌跡方程；

步驟S2:對過渡段進行曲線積分計算過渡段弧長，求得勻速直線段的長度,并建立運動行程時間多項式；

步驟S3:根據得到的軌跡方程和運動行程時間多項式，計算得到運動的軌跡形狀和位移、速度、加速度隨時間變化的運動規律圖；

步驟S4:將垂直比例系數，水平比例系數和超橢圓曲線階次作為設計變量，整段最大合加速度作為設計目標進行優化設計，并根據運動的軌跡形狀和位移、速度、加速度隨時間變化的運動規律圖，得到最優運動軌跡和位移、速度、加速度隨時間變化的運動規律圖。

進一步的，所述步驟S1具體為：

步驟S11:將運動軌跡分為八段；

步驟S12:根據遞紙吸嘴工藝要求，確定軌跡總行程水平距離L1、回程上升段垂直距離L2、取紙上升段垂直距離L3、回程下降段后半段水平距離L4、軌跡周期T；

步驟S13:引入垂直比例系數λ₁，水平比例系數λ₂，超橢圓階次m，確定曲線過度段的軌跡方程。

進一步的，所述運動分為八段包括：取紙上升段ABC，AB為前半段，BC為后半段；

遞紙段CD；回程上升段DEF，前半段DE，后半段EF；回程段FG；回程下降段GHA，前半段GH，后半段HA；其中遞紙段和回程段采用直線段。取紙上升段、回程上升段、回程下降段采用超橢圓曲線過渡。

進一步的，所述步驟S2具體為：

步驟S21:對過渡段進行曲線積分計算過渡段弧長，并求得勻速直線段的長度；

步驟S22:根據總周期和每段的長度，確定每段的時間，考慮每段首末位置位移、速度、加速度、躍度的約束，建立行程時間多項式.

進一步的，所述步驟S3具體為：

步驟S31:將周期分為N個微段，確定每段微分時長，根據運動行程時間多項式，對應時長將總行程相應分為N微段，確定每段微分長度；

步驟S32：通過軌跡方程x,y的關系，計算局部坐標下各微段的 x,y方向位移、速度、加速度。并通過坐標平移變換；