[发明专利]一种单张纸印刷机递纸吸嘴运动轨迹优化设计方法

说明书

本发明涉及一种单张纸印刷机递纸吸嘴运动轨迹优化设计方法，其特征在于轨迹曲线的分段之间采用超椭圆曲线过渡，引入轨迹分段的水平比例系数和垂直比例系数，根据轨迹区域、周期，确定轨迹方程。根据总周期和轨迹分段的长度，确定分段的时间，建立分段运动行程时间多项式。通过轨迹方程和运动行程时间多项式，计算轨迹的位移、速度、加速度。将水平比例系数、垂直比例系数和超椭圆曲线阶次作为设计变量，轨迹整段最大合加速度作为优化设计目标进行设计。该轨迹设计方法设计参数少，轨迹过渡段曲线光滑，吸嘴运动平稳、冲击振动小。

技术领域

本发明涉及印刷机结构设计技术领域，具体涉及一种递纸吸嘴机构吸嘴运动轨迹优化设计方法。

背景技术

传统递纸吸嘴机构吸嘴运动轨迹分为四段的设计，虽然能够实现递纸功能，但在水平位移转折点处产生较大的速度波动，在转角过渡段采用圆弧曲线过渡，容易产生较大的加速度，对于机构容易产生一定的振动,降低了机器的使用寿命，增加印刷成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种递纸机构吸嘴运动轨迹优化设计方法，减小了传统设计带来的机构冲击，降低了机构的振动，得到了形状过渡光滑，平稳高效的运动轨迹。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种递纸机构吸嘴运动轨迹优化设计方法,包括如下步骤：

步骤S1:根据工作区域长度、周期，确定曲线过度段的轨迹方程；

步骤S2:对过渡段进行曲线积分计算过渡段弧长，求得匀速直线段的长度,并建立运动行程时间多项式；

步骤S3:根据得到的轨迹方程和运动行程时间多项式，计算得到运动的轨迹形状和位移、速度、加速度随时间变化的运动规律图；

步骤S4:将垂直比例系数，水平比例系数和超椭圆曲线阶次作为设计变量，整段最大合加速度作为设计目标进行优化设计，并根据运动的轨迹形状和位移、速度、加速度随时间变化的运动规律图，得到最优运动轨迹和位移、速度、加速度随时间变化的运动规律图。

进一步的，所述步骤S1具体为：

步骤S11:将运动轨迹分为八段；

步骤S12:根据递纸吸嘴工艺要求，确定轨迹总行程水平距离L1、回程上升段垂直距离L2、取纸上升段垂直距离L3、回程下降段后半段水平距离L4、轨迹周期T；

步骤S13:引入垂直比例系数λ₁，水平比例系数λ₂，超椭圆阶次m，确定曲线过度段的轨迹方程。

进一步的，所述运动分为八段包括：取纸上升段ABC，AB为前半段，BC为后半段；

递纸段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；其中递纸段和回程段采用直线段。取纸上升段、回程上升段、回程下降段采用超椭圆曲线过渡。

进一步的，所述步骤S2具体为：

步骤S21:对过渡段进行曲线积分计算过渡段弧长，并求得匀速直线段的长度；

步骤S22:根据总周期和每段的长度，确定每段的时间，考虑每段首末位置位移、速度、加速度、跃度的约束，建立行程时间多项式.

进一步的，所述步骤S3具体为：

步骤S31:将周期分为N个微段，确定每段微分时长，根据运动行程时间多项式，对应时长将总行程相应分为N微段，确定每段微分长度；

步骤S32：通过轨迹方程x,y的关系，计算局部坐标下各微段的 x,y方向位移、速度、加速度。并通过坐标平移变换；