玻璃上片台翻转机构的计算机辅助优化设计

发布时间：2017-05-09 09:17

  本文关键词：玻璃上片台翻转机构的计算机辅助优化设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：玻璃上片台是一种应用于玻璃生产行业比较广泛的设备,在玻璃生产与加工工业中起着十分重要的作用,它是典型的机电一体化技术在实践中的应用。机电一体化是机械发展的必然趋势,机电一体化产品的开发一直是一个比较困难的过程,随着计算机技术的发展,计算机辅助设计提高了机电一体化产品优化与开发的效率。本文以玻璃上片台作为研究对象,利用计算机辅助设计技术对玻璃上片台存在的缺陷和问题进行优化,实现了对机电一体化产品的机电联合仿真。具体工作如下:1.通过现场观察与测量,得到玻璃上片台优化设计的基本数据,并通过SolidWorks软件对其进行虚拟建模,为后续研究提供了模型基础。2.对玻璃上片台最主要的机构——翻转机构进行简化,并利用MATLAB对其进行运动学分析,比较现有两种翻转机构的运动特性,选取更具有稳定性的双摇杆机构作为翻转组件的机构模型。3.以现场运动条件和运作要求作为约束,初步确定翻转机构的运动轨迹;利用刚体导引机构综合的方法对双摇杆机构的尺寸进行优化设计,确定了四杆机构的基本尺寸。以此作为设计基础,利用ADAMS对其进行运动分析,并以提高玻璃上片台翻转机构运动平稳性为目的,对控制方式进行优化,得出理想的控制方式。4.利用AMESim软件作为机电一体化仿真平台,对玻璃上片台进行系统建模,并以优化后的尺寸和控制方式对参数进行设置和仿真,对优化后的效果进行检验,得出在优化的机构和优化的控制策略下机构有更好的运动性能。研究表明,玻璃上片台利用双摇杆机构作为翻转机构的模型对上片台翻转运动的平稳性更有利,在理想控制方式的驱动下,由于现场安装误差、各部件连接误差以及能量传递损耗等原因仿真未能完全达到理想状态,但符合优化构想,需要进一步进行优化,以趋达到更理想的运动特性。AMESim作为机电联合仿真的工具具有十分广泛的意义,可以提高机电一体化产品开发的效率。应当进一步对优化中出现的问题进行研究以使优化结果更能满足实际工作要求。
【关键词】：运动学 四杆机构 刚体导引 AMESim 联合仿真
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ171.5;TH-39
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 课题来源11
• 1.2 课题研究的目的和意义11-12
• 1.3 国内外研究现状12-16
• 1.3.1 玻璃上片台国内外研究现状12-14
• 1.3.2 机电一体化技术国内外研究现状14-16
• 1.4 论文的主要研究内容16-17
• 1.5 技术路线17-19
• 2 玻璃上片台模型建立与分析19-31
• 2.1 概述19
• 2.2 玻璃上片台翻转机构简介19-20
• 2.2.1 玻璃上片台翻转机构功能与工作原理19-20
• 2.2.2 玻璃上片台设计要求20
• 2.3 玻璃上片台建模20-29
• 2.3.1 建模软件SolidWorks的简介20-21
• 2.3.2 玻璃上片台零件建模21-29
• 2.4 本章小结29-31
• 3 玻璃上片台翻转机构的机构类型优化选型31-45
• 3.1 概述31
• 3.2 辅助软件简介31-33
• 3.2.1 MATLAB软件简介31-32
• 3.2.2 ADAMS软件简介32-33
• 3.3 四杆机构优化创新设计方法选择33-35
• 3.3.1 翻转机构类型简化33-34
• 3.3.2 机构优化方法选择34-35
• 3.4 翻转机构运动分析35-38
• 3.4.1 位置分析36-37
• 3.4.2 速度分析37
• 3.4.3 加速度分析37-38
• 3.5 翻转机构计算机辅助建模与分析38-42
• 3.5.1 翻转机构MATLAB建模38-39
• 3.5.2 机构可行方案与原始尺寸39-40
• 3.5.3 利用MATLAB软件的运动分析40
• 3.5.4 翻转机构ADAMS建模和分析40-42
• 3.6 本章小结42-45
• 4 翻转机构尺寸以及控制方式的优化设计45-62
• 4.1 概述45
• 4.2 翻转机构双摇杆机构的设计45-53
• 4.2.1 双摇杆机构优化设计方法的选择45-46
• 4.2.2 刚体导引机构综合法设计双摇杆机构46-50
• 4.2.3 ADAMS软件建模与运动分析50-53
• 4.3 控制方式优化53-60
• 4.3.1 运动控制分析53-54
• 4.3.2 速度控制公式推演与仿真54-57
• 4.3.3 翻转机构全过程速度控制优化57-60
• 4.4 本章小结60-62
• 5 玻璃上片台的机电联合仿真62-72
• 5.1 概述62
• 5.2 仿真软件的介绍62-66
• 5.2.1 AMESim软件简介62-64
• 5.2.2 AMESim相关库与模块的介绍64-66
• 5.3 玻璃上片台系统模型建立66-68
• 5.3.1 翻转机构模型图建立66
• 5.3.2 液压缸和行走机构模型图建立66-68
• 5.3.3 玻璃上片台整体模型的建立68
• 5.4 玻璃上片台模型仿真与后处理68-71
• 5.5 本章小结71-72
• 6 总结和展望72-74
• 6.1 全文总结72-73
• 6.2 展望73-74
• 参考文献74-80
• 作者简介80-82
• 学位论文数据集82

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