剑杆织机运动机构的实时仿真与运动分析
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收稿日期:2OOOO9O3基金项目国家863计划资助(863-511-O3O-OO3D作者简介文章编号:1OO38728(2OO1DO5O659O2剑杆织机运动机构的实时仿真与运动分析清华大学自动化系国家CIMS中心北京1OOO84D剑杆织机的运动机构对提高织机的速度和织布质量起到关键作用针对对两类织机运动机构实现了参数化模型自动生成和机构运动过程的实时仿真利用它对运动机构进行了优化设计提高了机构的运动学和动力学特性它为织机运动机构的设计优化和自主设计提供了可视化的支持手段可视化中图分类号:TH112.1文献标识码剑杆织机经过近2O年的快速地发展其入纬率一般都在1OOOm/min即将推出的第三代VAMATEXLeonardo型剑杆织机我国无梭织机的开发和生产经历了十几年的艰难历程目前进入了一个新的发展时期消化吸收与自主开发相结合的办法国内有近4O家制造商开发和生产了剑杆织机随国家在纺织工业中实现有梭织机无梭化促使剑杆织机的研制正走向一个崭新的局面运动过程仿真可视化和科学计算过程可视化是在设计领域和分析领域兴起的热门技术给仿真技术和科学计算提供更直观并为这些技术和方法的推广应用提供积极有效的支持在设计领域中三维模型的应用给用户更好的提供了更丰富的模型信息使产品的创新设计和成功开发更容易实现剑杆织机的运动机构组成剑杆织机采用一对共轭凸轮完成送纬运动一对共轭凸轮完成接纬运动送纬的共轭凸轮与一对打纬共轭凸轮位于同一根凸轮轴上接纬的共轭凸轮与另一对打纬共轭凸轮位于另一根凸轮轴上引纬机构运动简图定转速匀速转动凸轮分别带动四杆机构和齿轮放大机构将运动转换为送接纬剑头的运打纬凸轮带动筘座完成打纬运动所示为一种类型的剑杆织机引的运动机构简图共轭凸轮的摆杆与连杆机构的输入杆连接在一起共轭凸轮摆杆转角的输出作为连杆机构的输入它与齿轮Z1Z2~Z3是一对锥齿轮是齿轮Z3带动的剑轮运动机构仿真模型的建立剑杆织机的机构运动分析过程如图机构运动分析过程框图凸轮曲线分析共轭凸轮生成离散点拟合及运动分析剑杆织机控制凸轮廓线的获取一般是先在逆向工程中利用三坐标测量机获得离散数据点再将离散点经过各种曲线处理方法处理取得一条较好的离散点拟合曲线运动分析以离散点为基础完成共轭分析和逐步优化控制曲线Windows系统下编程实现的滚轮座位置和摆杆长度MECHANICALSCIENCEANTECHNLGYVol.2ONo.5September2OO1的参数剑头起始位置和交接纬位置都能够准确的通过设计需求实时改变交接纬动作能够在给定的位置处实现和送接纬剑头回到初始位置时进行打纬动作在设计过程中能够最终靠调节各个机构的位置和合适的控制参数通过优化凸轮廓线使剑头在运动过程中保持较好的速度和加速度3a3b所示为两种类型的织机运动机构它们分别是400500转的剑秆织机运动控制机构从机构类型选择上和机构的参数设计上500转的织机明显优于400转的织机并且齿轮传动采用定轴行星轮布置实时仿真与机构运动配合分析在完成剑杆织机的机构运动过程计算和运动机构及主结构件的参数化造型后可以将各个机构按给定的参数位置做装配组成整个织机运动机构模型并将各个机构放置在运动的初始位置上就能轻松实现整个机构的运动仿真和运动分析所示在同一界面下同步进行机构运动仿真和运动分析个显示窗口同时显示不同的内容速度和加速度曲线就可以可视化地同步观测织机运动位置和相应的运动分析曲线坐标以便对整个织机运动状态有直观织机机构运动状态仿真分析界面剑杆织机对运动机构的位置速度和加速度的要求是很严格的只有保证满足各个条件才能够使织机保持稳定的运行本文通过多次优化控制凸轮曲线和反复调整各个运动机构的参数对机构运动位置和相应的分析曲线进行反复深入的研究最终确定了一个合理的凸轮廓线和机构参数并且打纬凸轮保证在送纬和接纬剑头回到初始位置时快速实现打纬运动而各个机构的速度和加速度的最大值在保证位移的前提下以避免引起在运动过程中产生振动本文利用可视化仿真环境得到了一个满足设计的基本要求的运动机构同时对机构运动过程中的分析曲线得到更深入的了解从而为实现该类型机构的创新设计打下基础结论通过编程实现了机构运动分析结果和仿真过程的可视为运动机构的分析提供了直观三维仿真技术和可视化技术对设计过程的支持将会慢慢的重要ursraphics1999(23DuanLiwnetl.Knowganuncion-BasMcha-nismSynhsisMhoforMchanicaKinmaicSchmdsign[A].ProcingsofMTM97Confrnc[C]TianjinChina1997哈尔滨工业大学出版社1994
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