三维增材鞋面印花机对位平台的冗余驱动控制策略

发布时间：2021-11-12 14:09

　　针对自动鞋面印花机在进行对版时定位精度低,影响鞋面印刷质量的问题,提出了基于冗余驱动的印花机对位平台。在原有的三轴并联机构对位平台的基础上通过增加1个Y轴,有效地提高了对位平台Y向的刚度和承载能力,从而提高了印花机对位平台的定位精度。由于冗余驱动机构运动过程中存在机构运动耦合,利用几何法进行解耦,提出了基于电子凸轮的控制策略。同时提出了对机构换向间隙补偿的控制策略,进一步提高对位平台的定位精度,保证了鞋面的印刷质量。经过实验验证,改进后的印花机对位平台Y向定位精度提高了85.7%,Z向旋转定位精度提高了72.9%,X向和Y向换向间隙分别提高了50%和75%,Z向旋转换向间隙提高了42.86%。 

【文章来源】：纺织学报. 2020,41(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

三维增材印花机

印刷机头又分为印刷机构和对位机构，其中对位机构采用了UVW对位平台。UVW对位平台的核心机构组成是移动副-转动副-移动副(P-R-P)并联机构，P-R-P并联机构可以实现一定范围内，X方向移动、Y方向移动、θ方向(XY平面)转动[6]。图2示出UVW平台的机构简图。鞋面印刷时，往往需要多块网版进行套印。当第1块网板印刷完毕，需要更换网板继续印刷时，就需要进行对版操作。此时先将第2块网板固定在对位平台上，然后操作人员通过观察网板上的印花与上一块网板所印的鞋面印花之间的偏差，调整UVW平台。操作人员将X、Y方向的偏差以及角度的偏差输入控制器，控制器驱动对位平台运动，使得第2块网板上的印花与第1块网板印好的鞋面上的印花匹配，从而实现对版。由此可见，对位平台的定位精度对鞋面印刷质量有直接的影响。

式中:δX1为X1轴的位移量，mm;δX2为X2轴的位移量，mm;δY为Y轴的位移量，mm;δθ为平台绕几何中心旋转的角度，(°);θ0为对位平台原有的旋转角度，(°);R为对位平台几何中心到各轴轴承中心的假设半径，mm;θx为连接X1轴与平台几何中心的直线与水平方向的夹角，(°);θy为连接Y轴与平台几何中心的直线与水平方向的夹角，(°)。对于UVW平台沿X正方向平移ΔX，沿Y正方向平移ΔY，δX1、δX2、δY的位移量满足式(2)所示关系。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于遗传算法和神经网络的3D增材印花工艺参数优化[J]. 王晓晖,刘月刚,孟婥,孙以泽.  纺织学报. 2019(11)
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[3]基于粒子群算法的3D印花网版对位的移动平台误差补偿[J]. 李培,李培波,谢瑶,孙以泽.  东华大学学报(自然科学版). 2018(02)
[4]高精度机械设备换向间隙补偿的控制系统和方法[J]. 许展望,景群平,王俊萍,马永军,郝宏昭.  重型机械. 2018(02)
[5]冗余驱动并联机构的驱动力同步协调控制[J]. 刘晓飞,姚建涛,赵永生.  计算机集成制造系统. 2018(09)
[6]浅析丝网印刷质量的影响因素[J]. 高巧侠.  广东印刷. 2017(03)
[7]R680系列自动印花机椭圆运动机构建模与仿真解析[J]. 汪兴兴,卓露,朱昱,倪威,倪红军.  纺织学报. 2017(03)

硕士论文
[1]基于双目视觉的UVW定位平台关键技术研究[D]. 刘重阳.北方工业大学 2017
[2]织物丝网印花设备及其关键技术研究[D]. 但丁.武汉纺织大学 2014



本文编号：3491067