基于Pro／Mechanism的嵌线机构的运动仿真分析

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

近二十余年来.国内逐渐开展对盘式电机磁场的研究 .掌握了各类盘式电机磁场的特点及研究方法。

目前电机定子嵌线方式主要有手工嵌线、国产半自动设备嵌线、进口全 自动设备嵌线。国内尚未出现盘式电机定子的全 自动嵌线设备自动嵌线设备是将人已经绕制好粘胶的线圈.按照-定形式嵌入到盘式电机定子的槽内.其中要考虑自动供料机构与嵌线机构的严格匹配 .上下压线模具要严格定位 .上下转盘协调动作来完成定子自动嵌线功能 上工作盘是自动嵌线机的主体结构部分.上工作盘上固定 4个模具机构.主要功能是实现工作盘固定的线圈夹鳃构(或模具机构).在-定角度内间隔转动以及上下移动.并且准确定位模具机构的位置嵌线机构中的工作盘是由伺服电机驱动的.在工作盘上又分布有四部分线圈夹鳃构以及定子铁心装置。

线圈夹鳃构又分别由各自的伺服电机驱动在嵌线机构中最为关键的是.必须掌握嵌线过程基金项目：河北势学技术研究与发展计划项目(10213947)，河北势技支撑计划项 目(12227109D)。

作者简介 ：武小明(1975-)，工程师，研究方向为机械设计及 自动化 。

收稿 日期 ：2013.05-12中，线圈上每-点的运动曲线(即运动轨迹)是否能保证线圈在嵌线过程，按照-定规律运动∩线圈上的每-点运动轨键似螺旋线.螺旋线的基本方程为：xreos(t·(360·n))yrcos(t·(360·n) (1)zh·t式中.r为螺旋线的半径 ：n为螺旋线的圈数；h为螺旋线的高度总结实际嵌线过程形成的数据 .代入螺旋线方程得 ：x63cos(tx(360x0.46)1 y63eos(tx(360xO.46) (2)z72tl嵌线机构的三维建模借助三维软件 Pro/E平台.按照机构的设计参数，对工作盘机构(包括齿轮啮合结构 )进行了三维实体建模 .并在建模的基础上.按照拈化的思想以及 自上向下的装配原则 .运用 Pro/E平台提供的刚性、销钉、滑杆等连接类型以及匹配、对齐 、固定等约束功能进行工作盘机构的虚拟装配 根据运动仿真的需要 。

在虚拟装配之后.可以在系统弹出的对话框中选择相应的干涉检验级别.系统会按照设置对模型进行碰撞检测 如果有干涉现象存在.在建立的嵌线机构模型中.干涉部分会以与模型不同的颜色被显示出来 通自动化应用 2013 6期 28曼蠢制图 6夹取点的速度 曲线0.O0 4.O0 8 O0 12.O0 16 O0 20.O0，8图 7夹取点的加速度 曲线从图 6和图7可以看出.图形的变化很大 .可以知道在 1.25s时机构的运动变化会很大.速度由原来约为 0突变成 2.5mm/s.而加速度也由原来约 15mm/s突变为 0.这可能会影响整个机构的稳定性。但是从设置的参数分析.速度变化点仅仅是伺服电机 1运行的结束点.也就是伺服电机 2和伺服电机 3运行的开始点 .所以对机构运行的缓冲不会很大。

可以通过改变伺服电机 1的时间和其它相关参数 .使得速度与加速度的变化减写缓冲减小 ，但由于在机构中运行的工序限制 .整个机构运行存在始终转折点 .即速度和加速度始终存在转折变化 .过度延长伺服电机 1的时间会明显降低嵌线效率 可见.整个嵌线过程稳定性与整体机构运行的时间 (即效率)有关系。

为了验证嵌线过程稳定性与整体机构运行时间的具体变化关系.对机构的参数做适当改变.将齿轮传动时间由原来的 1.25s改为 2s.对伺服电机 1的参数也作 了相应 改变 (如表 3所示 ).速度与加 速度变化情况分别如图8、图9所示∩以看出，当时间增加时，速度变化更大.由原来约为 0突变为 2mm/s：加速度未有突变现象∩以得知，机构运行的速度变化更平稳，加速度还按照正弦曲线变化.缓冲几乎为零在传动齿轮-定的加速度和时间限定下 .合理安排嵌线过程运动的时间(在距离-定的情况下就是指设定速度值).可以侧面保证效率 .但 由于在设备中同系 统 解 决 方 案 蘸曛 菇叠嚣0表 3 伺服电机 1速 度参数图 8 传 动时间改变后夹取点 的速度 曲线0 O0 4 O0 8.O0 12 O0 16O0 20O0图9 传动时间改变后夹取点的加速度曲线时运行的电机较多.设定时间短或者速度快 .会引起很大振动，无法保证机构运行的稳定性能∩见机构在最佳时间内(1.25s)并不能保证性能稳定，而在预定时间(2s)的上限时，可以减少冲击。

因此.齿轮传动时间改变后的效果更好 .既能保证效率又能保证机构的稳定3结语通过运动学仿真的各曲线图.可以很清晰地看到各参数(输入参数)对输出位置、速度、加速度 的影响，可以根据各曲线的数据及形状.分析机构的运动状态和条件 .并 可以清 晰观察 到机构 运行轨迹 .有 助于对机构运动过程进行干涉分析对装配机构的仿 真结果不仅能 以动画 的形式显示 出来 .而