机械优化设计在matlab中的应用 东南大学机械工程学院** 一优化设计目的： 在生活和工作中，人们对于同一个问题往往会提出多个解决方案，并通过各方面的论证从中提取最佳方案。最优化方法就是专门研究如何从多个方案中科学合理地提取出最佳方案的科学。由于优化问题无所不在，目前最优化方法的应用和研究已经深入到了生产和科研的各个领域，如土木工程、机械工程、化学工程、运输调度、生产控制、经济规划、经济管理等，并取得了显著的经济效益和社会效益。 二优化设计步骤： 1.机械优化设计的全过程一般可以分为如下几个步骤： 1)建立优化设计的数学模型； ' 2)选择适当的优化方法； 3)编写计算机程序； 4)准备必要的初始数据并伤及计算； 5)对计算机求得的结果进行必要的分析。 其中建立优化设计数学模型是首要的和关键的一步，它是取得正确结果的前提。优化方法的选取取决于数学模型的特点，例如优化问题规模的大小，目标函数和约束函数的性态以及计算精度等。在比较各种可供选用的优化方法时，需要考虑的一个重要因素是计算机执行这些程序所花费的时间和费用，也即计算效率。 2.建立数学模型的基本原则与步骤 ①设计变量的确定； 设计变量是指在优化设计的过程中，不断进行修改，调整，一直处于变化的参数称为设计变量。设计变量的全体实际上是一组变量，可用一个列向量表示： - x=。 ②目标函数的建立； 选择目标函数是整个优化设计过程中最重要的决策之一。当对某以设计性能有特定的要求，而这个要求有很难满足时，则针对这一性能进行优化会得到满意的效果。目标函数是设计变量的函数，是一项设计所追求的指标的数学反映，因此它能够用来评价设计的优劣。 目标函数的一般表达式为： f(x)=，要根据实际的设计要求来设计目标函数。 ③约束条件的确定。 一个可行性设计必须满足某些设计限制条件，这些限制条件称为约束条件，简称约束。 由若干个约束条件构成目标函数的可行域，而可行域内的所有设计点都是满足设计要求的，一般情况下，其设计可行域可表示为 …
多连杆压力机技术说明 (压力机宣传片用) 压机总体由上梁、立柱、底座、滑块、工作台、气垫、离合器、制动器、传动系统、液压润滑和气动系统、电气控制系统等组成。其特点是外形美观、结构合理、技术先进、功能齐全，操作安全、维修方便、压机精度高、可靠性高，且配有各种电子监测、安全保护、力能测试装置，压机自控程度高，是理想的冲压设备。 一、压力机结构性能简介 1、机身部分 1.1 为钢板焊接箱型组合结构，上梁、立柱、底座用液压拉紧方式将四 根拉杆预紧呈积木式封闭框架，立柱与横梁、底座通过上下八组二十四个定位键定位，保证了机身框架的精确可靠。 1.2 上梁、立柱、滑块、工作台、底座、气垫体等焊接大件采用CO2气体 保护焊，箱型焊接结构件筋板及焊接坡口对称布置，具有理想的焊接工艺性。各大件焊后均在焖火炉内消除内应力进行热时效处理，以完全消除焊接内应力(只有热时效才能完全消除内应力)，防止压机在工作中产生变形，从而确保了压机长期运转精度不变。 2、主传动系统 2.1 主传动驱动方式采用上部驱动，多连杆传动，带导柱、导套,滑块运 动特性好，在工作行程内速度低而平稳，满足了冲压合理的拉延速度，提高了冲压件质量及模具寿命。且滑块空程速度高，有利于提高生产效率。
2.2 主传动轴前后布置，垂直压机正面，左右对称布置，高速级低速级 均采用高精度人字齿传动，主齿轮异向旋转，高速部分大齿轮轮辐采用空腔注油，保证压机运动平稳。传动链综合间隙适宜及运转噪声最小。 2.3 离合器和制动器采用单盘，低惯量、镶块式、气囊结构，这种结构 安全可靠、动作灵敏、寿命长且调整维护方便。离合器和制动器的摩擦块无石棉、无污染，互换性好。离合器、制动器可工作600万次以上才需更换摩擦块。干式离合器的工作介质是气体（空气），湿式离合器的工作介质是液体（油） 离合器、制动器气路均有压力开关检测。 离合器、制动器采用双联阀控制，并通过特殊回路调节离合、制动协调性，保证离合器、制动器动作并通过特殊回路调节离合、制动协调性安全、可靠。双联阀采用日本进口件。 制动器管路设有急停阀，保证压机在紧急情况下及时制动。 2.4 飞轮经特长组合轴承安装在与机身刚性结合的支承套上。飞轮驱动 轴由三个分离的抗磨轴承支承，只传递工作扭矩，而不负担飞轮等转动部分的重量所引起的弯曲载荷，大大改善了高速轴的工作性能。 2.5飞轮制动器采用气动闸瓦式，可在30秒之内停止飞轮转动，带检测 开关。 3、微调传动 微调与主传动驱动同用一个系统，利用主电机直流调速经控制系统可以使压机行程内的任意位置停止、开启。微调速度为3-6转／分，可
伺服压力机与液压压力机的主要区别是什么 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 更多冲床及冲压自动化生产线技术，就在深圳机械展！ 伺服压力机又称伺服压装机、电子压力机，其工作原理是由伺服电机驱动高精度滚珠丝杆进行精密压力装配作业。能够在压力装配作业中实现压装力与压入深度的全过程闭环控制. 其与液压压力机的区别如下： 一、驱动方式：伺服压力机是由伺服马达驱动高精密滚珠丝杆进行压力装配作业的，压力直接由伺服马达的扭力输出而转变成的；而普通液压机是由马达驱动油泵，经过换向阀改变方向再由液压缸执行压力作业的，其压力经过油管和阀体，有一定的损失。 二、节能环保：精密数控电子压力机采用的是伺服马达，其待机状态下，马达是不转的，而且在压装过程中，速度是变化的，功率也是变化的。而普通液压机，待机过程中马达一直在转，需要消耗一定的电量，在工作中也是恒速转动，耗电量相比会高些。普通马达和伺服马达相比，噪音也会偏大些。 三、精确控制方面：精密数控电子压力机，在一定范围内可任意设定多段冲程速度、精确位移停止、精确到位停止、精确到达压力停止等。而普通液压机则受管路和阀体及油缸缸体的密封性影响，不可能有很高的精度控制，且很多是借助机械限位来实现，若要接近电子压力机控制的精度，设备成本会远远高于电子压力机而且控制更加复杂。 四、功能：精密电子压力机有以下功能： A 在线压装质量判定：压装力与位移全过程曲线图可以显示在液晶显示触摸屏上；全过程控制可以在作业进行中的任意阶段自动判定产品是否合格，100%实时去除不良品，从而实现在线质量管理；
B 压装力、压入深度、压装速度、保压时间等全部可以在操作面板上进行数值输入，界面友好，操作简单； C 可自行定制、存贮、调用压装程序100套：七种压装模式可供选择，满足您不同的工艺需求； D 通过外部端口连接计算机，可以将压装数据存贮在计算机中，保证产品加工数据的可追溯性，便于生产质量控制管理； E 由于机器本身就具有精确的压力和位移控制功能，所以不需要另外在工装上加硬限位，加工不同规格产品时只需调用不同压装程序，因此可以轻松地实现一机多用和柔性组线。 先比伺服压力机，液压压力机:1.安全性低、噪音大。2.耗電量高、污染大。3.精密度控制不易。4.品質管理不易。5.模具製作成本高等缺陷。 近几年来，多工位压力机在国内得到了很大的发展，但是多位压力机也发生了很多变化，变化在于它价格高、而且时间过长，有时候会长达一个星期，由于大型压力机造价昂贵，压力机结构复杂，占用资金也特别大，目前能够用于大型覆盖件冲压的多位压力机还是空白的。伺服压力机是作为市场占有量最多的机械压力机，伺服压力机的发展直接影响着其他相关行业的发展。转动系统组委伺服压力机的重要组成部分，必然影响着伺服压力机精度的技术指标。本文对压力机进行了分类，并指出了伺服压力机的应用现状和发展趋势，以及摩擦压力机、螺旋压力机、螺旋压力机之离合式压力机的结构特点。也相信在不久的将来伺服压力机就会取代现有压力机在成形领域中的作用。 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 更多冲压设备以及工艺展示，就在深圳机械展
伺服压力机制作具体实施方式 以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:如图1所示，本实用新型由东合安装平台1、压座2、立柱3、移动横梁4、压头5、连接支座6、顶梁7、压动装置8、伺服电机9、压力传感器10、位移传感器11和压杆12等组成，其中，安装平台I为现有技术，其结构在此不作赘述。在安装平台I的中心放置有压座2，该压座2为圆形平板状，压座2的两侧对称分布有一对立柱3，立柱3与安装平台I的顶面相垂直，所述立柱3的下端固定在安装平台I上。在所述压座2的上方架设有移动横梁4，该移动横梁4的两端分别套装在两侧的立柱3上，且移动横梁4的下端面固定有压头5，该压头5位于压座2的正上方。如图1所示，在所述移动横梁4的上端设置有连接支座6，该连接支座6为“几”字形的框体，在移动横梁4的上方架设有顶梁7，该顶梁7固定在两立柱3的上端，在顶梁7的上端面安装有压动装置8，该压动装置8由固定在其外周侧的伺服电机9驱动，所述压动装置8的压杆12朝下伸入到连接支座6中，在所述连接支座6中设置有压力传感器10，该压力传感器10固定在移动横梁4的上端面，在压力传感器10的上端放置有压块，且该压块位于压杆12的正下方；在所述移动横梁4与安装平台I之间设置有位移传感器11，该位移传感器11位于压座2的旁边。所述位移传感器11由上移动套和下感应杆构成，其中上移动套安装在移动横梁4的下端面，下感应杆安装在安装平台I上。本实用新型在外部辅以工控机系统，通过将压力传感器10和位移传感器11采集的压力和位移信号进行分析，并生成压力-位移曲线。而经过长期的数据采集，可以汇集成一个标准的压力-位移曲线，并在生产中对实时的压力-位移关系进行对比分析，具有重要的指导意义。 权利要求1.一种伺服压力机，包括压力机的安装平台(1)，在安装平台(I)的中心放置有压座(2)，该压座(2)的两侧对称分布有一对立柱(3)，立柱(3)的下端固定在安装平台(I)上；在所述压座(2)的上方架设有移动横梁(4)，该移动横梁(4)的两端分别套装在两边的立柱(3)上，且移动横梁(4)的下端面固定有压头(5);在所述移动横梁(4)的上端设置有框形的连接支座(6)，在移动横梁(4)的上方架设有顶梁(7)，该顶梁(7)固定在两立柱(3)的上端，在顶梁(7)的上端安装有压动装置(8)，该压动装置(8)由其外周侧固定的伺服电机(9)驱动，所述压动装置(8)的压杆(12)朝下伸入到连接支座(6)中，其特征在于:在所述连接支座(6)中设置有压力传感器(10)，该压力传感器(10)固定在移动横梁(4)的上端面，并位于压杆(12)的正下方；在所述移动横梁(4)与安装平台(I)之间设置有位移传感器(11)，该位移传感器(11)位于压座(2)的旁边。 2.按权利要求1所述的伺服压力机，其特征在于:所述位移传感器(11)由上移动套和下感应杆构成，其中上移动套安装在移动横梁(4)的下端面，下感应杆安装在安装平台(I)上。 专利摘要本实用新型公开了一种伺服压力机，包括压力机的安装平台(1)、在安装平台(1)上设有压座(2)以及由立柱(3)、移动横梁(4)和顶梁(12)构成的框架，在移动横梁(4)的下端面固定有压头(5)，移动横梁(4)的上
平面连杆机构优化设计 一、问题描述 平面连杆机构是由所有构件均由低副连接而成的机构，四杆机构是最常用的平面连杆机构。一般情况下，四杆机构只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，精确设计较为复杂。在四杆机构中，若两连架杆中的一个是曲柄，另一个是摇杆，则该机构为曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构可将曲柄的连续转动转变为摇杆的往复摆动。 设计一曲柄摇杆机构(如图1所示)。已知曲柄长度l 1=100mm ，机架长度l 4=500mm 。摇杆处于右极限位置时，曲柄与机架的夹角为φ0，摇杆与机架的夹角为ψ0。在曲柄转角φ从φ0匀速增至φ0+90°的过程中，要求摇杆转角()200π 32 ??ψψ-+ =。为防止从动件卡死，连杆与摇杆的夹角γ只允许在45°~135°范围内变化。 图1 机构运动简图 二、基本思路
四杆机构的设计要求可归纳为三类，即满足预定的连杆位置要求、满足预定的运动规律要求、满足预定的轨迹要求。本案例中，要求曲柄作等速转动时，摇杆的转角满足预定运动规律()00E π 32 ??ψψ-+ =。优化设计时，通常无精确解，一般采用数值方法得到近似解。本案例将机构预定的运动规律与实际运动规律观测量之间的偏差最小设为目标，由此建立优化设计数学模型，并运用MATLAB 优化工具箱的相关函数进行求解。 三、要点分析 优化设计数学模型的三要素包括设计变量、目标函数和约束条件。依次确定三要素后，编写程序进行计算。 1.设计变量的确定 通常将机构中的各杆长度，以及摇杆按预定运动规律运动时，曲柄所处的初始位置角φ0列为设计变量，即 T 04321T 54321)()(?l l l l x x x x x ==X (1) 考虑到机构各杆长按比例变化时，不会改变其运动规律，因此在计算可取l 1为单位长度，而其他杆长则按比例取为l 1的倍数。若曲柄的初始位置对应摇杆的右极限位置，则φ0及ψ0均为杆长的函数，即 4 212 32 42210)(2)(cos arc l l l l l l l +-++=?(2)
多连杆机械式压力机动力学分析 摘要多连杆机械式压力机朝向高精度、自动化的方向进步，近年来机械制造行业的发展，更是为多连杆机械式压力机的发展提供了市场机遇。多连杆机械式压力机应该保持着最优的工作状态，采用动力学分析的方法优化该结构的运行，满足机械行业的需求。本文主要分析多连杆机械式压力机的动力学。 关键词多连杆；机械式；压力机；动力学 压力机是机械行业中的一项重要设备，在汽车、电子、化工等行业中经常会用到压力机。现阶段多连杆机械式压力机得到了有效的应用，表现出高自动化、高柔性的特征，重点分析多连杆机械式压力机的动力学，以此来提高机械制造时的速度与精确度，一方面完善多连杆机械式压力机在机械制造行业中的应用，另一方面明确压力机的动力学表现，降低安全事故的发生机率。 1 动力学 多连杆机械式压力机动力学分析时采用的是矢量解析法，以机械式压力机中最简单的四连杆机构为分析基础，运用复数矢量法研究多连杆机构的动力学[1]。矢量解析法分析多连杆机械式压力机动力学时遵循一定的规律，如：①根据机械式压力机的连杆结构构件坐标系，同时设计封闭的矢量分析图；②分析位移时采用矢量方程消元整理的方法；③速度分析中需要利用位移方程求导时间后再得出速度方程；④加速度分析中运用速度方程求导时间之后得出加速度方程。多连杆机械式压力机动力学分析时分成了两个部分，分别是多连杆运动以及曲柄滑块机构，具体分析如下： 1.1 多连杆运动 多连杆机械式压力机的多连杆运动学分析时，需要把多连杆按照实际数量分为若干模块，对每个模块中的连杆机构进行动力学分析，得出对应的运动方程[2]。每个模块中都要明确机架、原动件、连杆、从动件的动力学，在动力学分析中的已知条件是多连杆的杆长、原动件的初始位置及等角速度，需要在方程中求出连杆和X轴坐标的夹角。多连杆动力学中会达到一定的受力平衡，基础公式如下： F+（-Ma）+N=0 上述公式中，F表示物体外力，M表示物体质量，a表示物体的加速度，N 表示物体自身受到的反约束力。多连杆动力学分析中，物體可以不受反约束力作用，此时N=0，此条件下上述公式简化为： F-Ma=0
压力机使用安全操作规程（仅供参考） 400T压力机使用安全操作规程 一、认真执行《锻压设备通用操作规程》有关规定。 二、认真执行下述有关补充规定： （一）工作前认真作到： 1、操作者和保养人员，必须熟悉与油压机有关的图纸及技术文件，每月至少一次对油压机进行全面检查， 接触是否正常，联接是否牢固，有无机械擦伤，油箱有无毛病。 2、在正式开动机器前，必须把空气从放气阀放掉，将放气阀关好。 3、油箱内油的质量要定期检查，以保证油的质量，使机器正常工作，并随时注意润滑情况。 4、检查液压储油箱的油量应充足。 5、清除压头行程空间和模具空间的杂物。 6、空运转3-5分钟，正常后方可工作。 （二）工作中认真作到： 1、校正或压制工件时，应将工件置于压头的中心位置进行，不准偏压。压头要慢慢接近工件，防止工件受 力迸出。 2、当操纵阀或安全阀失灵时，不准继续工作。 3、除节流阀外其他液压阀门不准擅自调整。 4、工作油温为25℃-55℃，最高不超过60℃，最低起动油温不低于15℃，否则影响机器的正常运转。油 箱温度最好不低于12℃，当油温低于要求时，利用SRY4-220/6型油管加热器加热。 5、必须经常检查，各电磁铁的坚固情况，以免有松动时改变了阀的行程，虽然电磁铁动作了，但阀并未正 常动作。 6、ZBD75型定量轴向泵，所用油要求精度为10-15微米。滤油器（YZ104.4.2.00）最好用压缩空气吹，如果滤油器堵塞，补油量不足时，可能造成高压泵吸空，因此，要特别注意滤油器的畅通，并在倒油口应 放一定数量的泡沫塑料,以保证油的清洁度。 7、在工作过程中，油箱（Y2014.4.1.00）里的油面，不得低于最低油面（尺寸950mm）,否则有吸空的危 险。 四柱万能液压机操作规程* 一、认真执行《锻压设备通用操作规程》有关规定。 二、认真执行下述有关补充规定： （一）工作前认真作到：
压力机最全介绍总结 目前市场上的压力机林林总总的打着各种旗号，我们在买压力机的时候总是非常迷茫，不知道什么是适合自己的，那现在昆山海达的小编就为大家做个汇总，来介绍一下，您可以看下每款压力机的作用和特色，到底哪款仪器才是适合自己公司使用的， 一，HD-109办公椅脚耐压力试验机用于评估办公椅脚轮之质量及耐磨寿命。在办公椅座面施加负重，以气缸夹住中心管(pedestal)往复做推拉动作。行程、速率及次数均可设定。 二，HD-406办公椅脚轮耐压力试验机用于评估办公椅脚轮在负载状态下移动的耐久能力。分有障碍和无障碍两种测试方式。 三，HD-501-500包装压力测试仪是检验纸箱或其它包装容器耐压强度最直接的测试仪器，用于判定纸箱的抗压能力，并可做持压堆码的测试，试验的结果可作为工厂堆放成品包装箱高度的重要参考或是设计包装箱的重要依据。 四，HD-501-600压力测试仪是检验纸箱或其它包装容器耐压强度最直接的测试仪器，用于判定纸箱的抗压能力，并可做持压堆码的测试，试验的结果可作为工厂堆放成品包装箱高度的重要参考或是设计包装箱的重要依据。 五，HD-501-700纸箱压力测试仪是检验纸箱或其它包装容器耐压强度最直接的测试仪器，用于判定纸箱的抗压能力，并可做持压堆码的测试，试验的结果可作为工厂堆放成品包装箱高度的重要参考或是设计包装箱的重要依据。产品特点： 1.台湾AC变频电机驱动; 2.采用普通丝杆升降，精确平稳; 3.用美国高精度防爆型LOAD CELL; 4.采用微电脑控制仪测量;能打印测试数据;高精度，低价格;高灵敏度，瞬时判定压溃并能自动停机. 六，HD-502S纸板压力测试仪是检验纸箱或其它包装容器耐压强度最直接的测试仪器，用于判定纸箱的抗压能力，并可做持压堆码的测试，本纸箱抗压仪的试验的结果可作为工厂堆放成品包装箱高度的重要参考或是设计包装箱的重要依据。 七，HD-502-600包装压力试验机用于判定纸箱的抗压能力，并可做持压堆码的测试，试验的结果可作为工厂堆放成品包装箱高度的重要参考或是设计包装箱的重要依据。 八，HD-502-700纸箱压力测试仪是检验纸箱或其它包装容器耐压强度最直接的测试仪器，用于判定纸箱的抗压能力，并可做持压堆码的测试，试验的结果可作为工厂堆放成品包装箱高度的重要参考或是设计包装箱的重要依据。 九，HD-502-1200纸管压力试验机是检验纸箱或其它包装容器耐压强度最直接的测试仪器，用于判定纸箱的抗压能力，并可做持压堆码的测试，纸箱抗压试验仪试验的结果可作为工厂堆放成品包装箱高度的重要参考或是设计包装箱的重要依据。
压力机操作规程 1．操作准备 1.1接通电源 电源指示灯亮 1.2 接通气源 注意: 1.通气后必须检查各管路漏气情况,确保无泄漏; 2.过滤器和排污口必须每天进行排污,气源水分大时,须在气源加干燥装置。 1.3启动润滑系统至正常工作状态。检查润滑油管有无泄漏。 1.4接通安全保护装置并确认工作正常。 1.5运转前检查项目 ①检查离合器制动器功能、联锁阀动作是否正常（在飞轮没有转动时）； ②检查螺栓有无松动并拧紧； ③检查【紧急停止】按钮，按压和复位功能是否正常； ④检查、整理、整顿压力机周围的环境，并保证清洁,消除事故隐患； ⑤检查各油箱油位是否在合理界限。 2．运转操作 进行压力机运转时，务请严格遵守下面的警告和注意事项。 2.1警告事项 2.1.1微调和寸动运转,只能在非正常作业时使用。所谓“非正常作业”指的是： 模具装卸、调整，过载复位等情况下的操作。至于通常的生产作业，务必以“单次”
或“连续”运转进行。使用微调和寸动运转，部分安全装置将变得无效，极为危险！ 2.1.2两个操作按钮，务必使用双手操作，千万不可以用器具等进行单手操作！ 2.2注意事项 2.2.1微调运转是没有作业能力的，只能用来模具对合，不能用来进行模具试冲 等作业。 2.2.2长时间(一星期左右)休工后,重新开动压力机时,务必先进行下列作业,然 后方可投入正常运转。 ①进行日常检查和每月检查的定期检查项目； ②进行前面【1.操作准备】所列各项内容; ③卸下模具,以寸动进行30分钟以上的磨合运转,确认各部件有没有异常噪声、 发热或异常振动。 进行该项检查时，务必注意安全！ 2.3开动操作 务请在进行前面【1.操作准备】各项工作之后才进行下列工作： (1)操作电源置入【ON】通位; ⑵往复位方向转动【紧急停止】按钮; ⑶确认滑块装模高度调整开关置入断开位置; ⑷确认安全保护装置接通; ⑸确认上模夹紧处于夹紧状态; ⑹确认工作台夹紧处于夹紧状态; ⑺确认飞轮制动器处于脱开位置; ⑻如果是调速压力机,将速度设定在最低速位; ⑼把主电机选择开关置于“正转”位置; ⑽按压主电机起动按钮,主电机起动。此时应确认皮带无打滑声和异常振动，飞轮的转动方向与箭头方向一致。否则需进行调整。 ⑾“寸动”运转：将“操作选择”开关置入“寸动”位置，双手同时按压寸动行程按钮，滑块开始运动。 只要松开其中一只按钮，滑块立即停止。 注意：?滑块停止后，必须双手松开按钮再同时按下，才能再次开动寸动行程。 ?“寸动”行程只可用于压力机调整，不可用于工作行程。 ?
平面连杆机构的优化设计 【教学目标】 1.了解连杆机构优化设计的一般步骤 2.掌握连杆机构优化设计的方法 【教学重点】 1.掌握连杆机构优化设计的方法 【教学难点】 1.掌握连杆机构优化设计的方法 【教学准备】 多媒体课件、直尺、圆规。 【教学过程】 一、以工程实际案例引入课题 实例1：飞机起落架（结合最近美国波音飞机频繁失事的新闻） 实例2：汽车雨刮器 说明：平面连杆机构的实用在生产生活中随处可见，是机械设计当中常见的一种机构。 二、定义回顾 【提问】平面四杆机构的基本形式有哪些？ 【预设】机械原理是本科第四学期的课程，学生可能记不全，要引导性地带大家回忆。 【答案】曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构 三、回顾以前所学习的连杆机构设计方法，对比引入优化设计。 新课教授 一、曲柄摇杆机构再现已知运动规律的优化设计
1.设计变量的确定 决定机构尺寸的各杆长度，以及当摇杆按已知运动规律开始运动时，曲柄所处的位置角φ0 为设计变量。 [][] 1234512340T T x x x x x x l l l l ?== 考虑到机构的杆长按比例变化时，不会改变其运动规律，因此在计算时常l 1=1 ， 而其他杆长按比例取为l 1 的倍数。 ()()22212430124arccos 2l l l l l l l ???++-=??+???? ()221243034arccos 2l l l l l l ψ??+--=?????? 经分析后，只有三个变量为独立的： [][] 123234T T x x x x l l l == 2.目标函数的建立 目标函数可根据已知的运动规律与机构实际运动规律之间的偏差最小为指标来建立，即
第33卷第6期Vol 133 No 1 6 FORGING &S TAMPING TECHNOLOGY 2008年12月 Dec.2008 多连杆压力机模块化运动学性能分析 姚 健,周 微,郭为忠3 (上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室重大装备设计与控制工程研究所,上海200240) 摘要:机械压力机适用于薄板件拉深、成形、弯曲、冲裁等冷冲压工艺。进行多连杆压力机的杆系类型分析;基于杆组法建立其模块化性能分析方法;进行多连杆压力机的模块化运动学性能分析软件开发;基于所开发的模块化压力机性能分析软件,进行了对称六连杆肘杆压力机和对称八连杆肘杆伺服压力机的算例分析。研究为多连杆压力机的杆系设计提供了辅助分析工具。 关键词:多连杆压力机;杆系类型;模块化性能分析;软件开发 中图分类号:TG 305 文献标识码:A 文章编号:100023940(2008)0620111206 Modular analysis of kinematics performances for multi 2link mechanical presses YAO Jian ,ZH OU Wei ,GU O Wei 2zhong (State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration ,Institute of Design and Control Engineering for Heavy Equipments ,Shanghai Jiao Tong University ,shanghai 200240,China ) Abstract :Mechanical press is a machine tool suitable for cold stamping processes such as ,drawing ,forming ,ben 2ding ,punching ,etc.First ,the current press linkages were categorized.Then ,a modular performance analysis method was proposed based on the Assur πs groups ,based on which a modular program was constructed for the kine 2matic performance analysis of multi 2link mechanical presses.Finally ,two examples ,i 1e.,six 2link double 2knuckle press and eight 2link double 2knuckle servo press ,were given to illustrate the proposed method and program.The re 2search is helpf ul to the linkage design of multi 2link mechanical presses. K eyw ords :multi 2link mechanical press ;type of press linkage ;modular performance analysis ;program development 收稿日期:2008203221;修订日期:2008208221 基金项目:国家863计划项目(2006AA04Z118);国家科技支撑计划(2006BA F02B09);上海交通大学PRP 项目(T02111013)作者简介:姚 健(1986-),男,学士,3通信作者:郭为忠电子信箱:wzguo @sjtu 1edu 1cn 1 引言 锻压机床作为工业基础装备的重要组成部分之 一,在航空航天、汽车制造、交通运输、冶金化工等重要工业部门得到广泛应用。近年来,以汽车为龙头的制造业的飞速发展,大大推动了我国冲压生产的进步。目前,欧、美、日等国企业如K o mat 2su 、A IDA [1]、NS K 、会田、小松等在在锻压机床研发和设计上处于领先水平。我国锻压机床研制水平与国际仍存在差距,近些年主流厂家济南第二机床厂、齐齐哈尔第二机床厂等紧跟世界冲压技术自动化的发展趋势,投入大量人力资金,取得了许多标志性成果。 机械压力机设计的一个核心问题是杆系的设计问题。本文针对多连杆压力机,从开发其性能分析 软件平台要求出发,分析了多连杆压力机的杆系类型,基于杆组法提出压力机的模块化性能分析方法,并在此基础上进行多连杆压力机性能分析软件的开发。该软件在核心模型和算法上具有可扩展性。 2 机械压力机的产品类型和杆系类型 分析 机械压力机有很多类型。国内外各大公司都开发了相关产品,如Amada 公司生产的2TP -EX 系列曲柄压力机、日本小松公司的H1F45型肘杆式压力机、青岛青锻锻压机械有限公司的J 55系列离合器式螺旋压力机[2]、济南二机床集团有限公司出口美国的闭式四点多连杆压力机、齐齐哈尔第二机床厂的闭式四点多连杆压力机[3]等(表1)。 从表1可看出,为获得工艺所要求的冲头滑块运动规律,机械压力机采用各种不同的机械传动机构以满足不同的工艺要求,常见的包括曲柄式、肘杆式、螺旋式和多连杆式等。本文将研究多连杆压力机的杆系分析和设计问题。为构建模块化、扩充性好的压力机性能分析方法和软件,需要对压力机的杆系类型进行适当分析。从机构学角度来看,常
1、机械压力机概述 1.1 机械压力机介绍 机械压力机是在锻压生产中得到广泛应用的锻压设备之一。它几乎可以进行所有的锻压工艺。例如：板料冲压、摸锻、冷热挤压、粉末冶金及冷热精压等。 锻压生产是一种无切屑和少切屑的先进加工工艺。它具有很多的优点，能达到产品质量好，材料消耗少和生产率高的要求。 曲柄压力机是采用机械传动的锻压机器。通过传动系统把电动机的运动和能量传给工作机构，从而使坯料获得确定的变形，制成所需的工件。 机械压力机作为机电液一体化技术密集型产品适用于薄板件的拉深、成型、弯曲、校正、冲裁等各种冷冲压工艺，可广泛用于汽车、拖拉机、电器及国防等工业部门，是加工汽车覆盖件的关健冲压设备。 我公司自1985年以来先后引进了日本小松公司的机械压力机，德国埃尔富特公司的多连杆压力机，德国舒勒公司的高速精密压力机等具有世界先进水平的压力机产品，经过近二十年的不断改进、创新，与上述世界著名压力机生产厂不断的技术引进和技术交流，结合用户的实际要求使我公司的产品无论是在产品结构、精度、技术水平均达到国内领先，世界先进水平。目前我公司可生产公称压力400吨到2000吨的机械压力机，传动型式可以是曲柄的也可以是多连杆的。我公司生产的压力机具有先进的电气控制系统，可靠的安全保护系统，精确的检测系统，滑块行程可无级调速。控制系统采用了可编程控制器（PC）控制，检测系统采用了电子凸轮和OK监视系统，使压力机循环角度与控制角度可随时显示或修正。两个可移动工作台和模具快速夹紧装置便于提高生产率。我公司研制的大型多连杆压力机不仅公称压力可以达到600吨、800吨、1000吨、1200吨1300吨、1500吨、1600吨和2000吨，(到目前为止我们设计最大吨位的压力机是2600T)，而且杆数上也从六杆、八杆到十杆，在国内还没有几家厂家能自行开发研制，所以多连杆压力机的研制成功，填补了国内该项目的空白。 1.2 机械压力机各部分结构及功能 曲柄压力机的工作原理如下： 电动机通过三角皮带将运动传给大皮带轮，从而通过齿轮把运动传给偏心齿轮，连杆的上端套在偏心齿轮上，下端与滑块用铰链连接，因此，就将齿轮的旋转运动变成滑块的往复运动。上模装在滑块上，下模装在工作台上。当材料放在
伺服压力机技术参数 鑫台铭伺服压力机又称电子压力机、电子伺服压力机、伺服电子压力机，其工作原理是由伺服电机驱动高精度滚珠丝杆进行精密压力装配作业，能够在压力装配作用中实现压装力与压入深度的全过程闭环控制，从而实现在线质量管理的精密压装。 一、伺服压力机产品说明： 1.该设备采用单柱式结构,伺服马达驱动滚珠丝杆,触摸屏显示; 2.该设备有以下功能: ①位置设定功能:1>上压头位置显示;2>压装可调行程:0-200mm,可控数字显示实际压装行程,重复精度：±0.01mm;触摸屏显示精度:0.001mm; ②压力设定功能:1>显示压头压装压力;2>设定压头压力上限,压装压力大于上限压力时,上压头立即回程并报警;3>设定压头压力下限,压装压力小于下限压力时,上压头立即回程并报警;4>压力显示：0-10000KG（或0-100000N均可），压力控制精度：在200-10000KG 范围内为1‰，500KG以下为5%，或更大； 3.电控装置: ①电器控制柜有供检查和维修用的照明灯,主要电器元件均采用国际或国内知名品牌； ②控制系统分手动、半自动单循环,2种操作方式; ③PLC采用日本三菱品牌,触摸屏为MCGS品牌，滚珠丝杆为台湾上银品牌，伺服马达和控制器为日本安川品牌，光电保护器为深圳同创
品牌; 二、4. 伺服压力机技术参数: 4.1设备精确可控压力:500-10000KG， 4.2压头运动时相对于下工作面的垂直精度: ≤0.02mm/100mm 4.3压装可调行程:0-200mm,可控,重复精度：±0.01mm 4.4压装压力显示:0-10000KG可调 4.5压装压力显示数值与实际压力误差: 1‰（在500-10000KG范围内） 5.下压速度：快速160mm/s,探测速度：0.1-10mm/s, 压装速度：0.1-5mm/s 6.三种压装模式选择：?恒定压装速度，设定精确位置停止?恒定压装速度，设定精确压力停止?恒定压装速度，设定精确位移停止。 三、7.伺服压力机具有以下功能： A 在线压装质量判定：压装力与位移全过程曲线图可以显示在液晶显示触摸屏上；全过程控制可以在作业进行中的任意阶段自动判定产品是否合格，100%实时去除不良品，从而实现在线质量管理； B 压装力、压入深度、压装速度、保压时间等全部可以在操作面板上进行数值输入，界面友好，操作简单； C 可自行定制、存贮、调用压装程序100套：三种压装模式可供选择，满足您不同的工艺需求； D 通过外部端口连接计算机，可以将压装数据存贮在计算机中，保证产品加工数据的可追溯性，便于生产质量控制管理； E 由于机器本身就具有精确的压力和位移控制功能，所以不需要另外
( 操作规程 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 曲柄压力机操作规程(新编版) Safety operating procedures refer to documents describing all aspects of work steps and operating procedures that comply with production safety laws and regulations.
曲柄压力机操作规程(新编版) 1、安装模具时必须使模具的闭合高度与曲柄压力机的闭合高度相适应。调整压力机的闭合高度时，应采用寸动冲程。压力机的工作台不允许处于最低极限位置，而应处于其调节量的中限，模具固定要牢靠。 2、工作前认真检查压缩空气的压力，当压力小于3．92MPa(40kgf ／cm2)时，不得开动压力机。检查曲柄压力机的操纵系统、润滑系统是否正常。检查离合器、制动器及防护装置是否安全完好。 3、为防止压力机的滑块被卡住，严禁在该设备上超负荷工作。 4、电机启动后，要等飞轮转速正常后方可操纵滑块进行锻造，工作中，操作人员不得离开岗位，也不准清理、调整、润滑设备。不准将手或工具等伸入滑块行程范围内。 5、曲柄压力机的脚踏操纵板上应装安全罩，以免别人或别物误
压而引起滑块突然下滑，造成意外事故。 6、大量生产，压力机长时间连续工作时，应注意检查电机、离合器、制动器、滑块及导轨等处有无过热、冒烟、打火花等现象，如有则应适当冷却后再继续工作。 7、工作结束，要使曲柄压力机滑块落到下死点位置，关闭压缩空气，整理工作场地，做好交接班。 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.
伺服曲柄压力机设计计算 目录 0引言 1 伺服曲柄压力机技术参数 2伺服曲柄压力机原理与性能设计分析 3 伺服曲柄压力机工艺曲线设计分析 4 伺服曲柄压力机负载曲线设计分析 5 伺服曲柄压力机电机功率设计分析 6 伺服曲柄压力机传动机构设计 7 伺服曲柄压力机工作机构设计 0 引言 金属的锻压加工大量采用曲柄压力机，也称为冲床，据不完全统计，我国在用的曲柄压力机冲床数量高达数百万台。目前，锻压生产所用曲柄压力机由高转差率的电动机驱动，由刚性离合器和摩擦离合器控制，存在安全性差、能耗高、故障率高的缺陷。 高转差率电动机的效率低于GB18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》，从2012年9月1日起被强制淘汰，选用高能效的电动机成为压力机换代升级的首要目标。 “开关磁阻电机系统是一种机电一体化节能型调速电机系统。它由开关磁阻电动机、功率变换器及控制器组成。同传统的直流及交流电机调速系统比较，具有以下优点：电机结构坚固、制造成本低；效率高，不仅在额定输出状态下，而且在宽广的调
速范围内也能保持高效率运行；一般系统效率达80%以上；启动转矩大、启动电流小；制动性能好，能实现再生制动，节约电能效果显著；系统调控性能好，四象限控制灵活；具有无刷结构，适合于在高粉尘、高速、易燃易爆等恶劣环境下运行；可以在各行各业应用。”（摘自《中华人民共和国国家发展和改革委员会中华人民共和国科学技术部国家环境保护总局公告2005年第65号》）采用节能的开关磁阻电机替代高耗能的传统电机成为企业节能的发展方向。 目前，国外的伺服压力机技术采用永磁伺服技术，抗冲击性能不好，可靠性低、成本高，没有形成对传统压力机的全面替代。 1999年以来，由山东科汇电力自动化有限公司研发生产的开关磁阻伺服系统，在压力机领域获得广泛应用。在山东理工大学赵婷婷教授的技术支持下，开关磁阻伺服压力机分别在青岛益友锻压机械有限公司、扬力集团等单位进行了研制，各吨位系列的开关磁阻伺服压力机相继诞生，并开始投入批量生产。实际应用证明，与现有压力机比较，开关磁阻伺服压力机的优势明显、特点突出，特别是高效节能、智能数控自动化与高可靠性的独特优势，受到广大用户的积极响应，并获得一致好评。 淄博市能源监测部门的监测，给出了开关磁阻伺服螺旋压力机比摩擦式螺旋压力机节能67.86%的结果（引自《淄博市能源监测中心检测报告》编号J1010138），由此，当地政府颁布文件，用节能数控压力机强制淘汰摩擦压力机（引自淄经信节字
YF-ED-J1127 可按资料类型定义编号 曲柄压力机操作规程实用 版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
曲柄压力机操作规程实用版 提示：该操作规程文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 1、安装模具时必须使模具的闭合高度与曲 柄压力机的闭合高度相适应。调整压力机的闭 合高度时，应采用寸动冲程。压力机的工作台 不允许处于最低极限位置，而应处于其调节量 的中限，模具固定要牢靠。 2、工作前认真检查压缩空气的压力，当压 力小于3．92MPa(40kgf／cm2)时，不得开动压 力机。检查曲柄压力机的操纵系统、润滑系统 是否正常。检查离合器、制动器及防护装置是 否安全完好。 3、为防止压力机的滑块被卡住，严禁在该
设备上超负荷工作。 4、电机启动后，要等飞轮转速正常后方可操纵滑块进行锻造，工作中，操作人员不得离开岗位，也不准清理、调整、润滑设备。不准将手或工具等伸入滑块行程范围内。 5、曲柄压力机的脚踏操纵板上应装安全罩，以免别人或别物误压而引起滑块突然下滑，造成意外事故。 6、大量生产，压力机长时间连续工作时，应注意检查电机、离合器、制动器、滑块及导轨等处有无过热、冒烟、打火花等现象，如有则应适当冷却后再继续工作。 7、工作结束，要使曲柄压力机滑块落到下死点位置，关闭压缩空气，整理工作场地，做好交接班。
伺服压力机 又称做为：伺服压合机，伺服压接机，伺服铜套压装机，伺服铜套压合机 一、伺服压力机产品说明： 1.该设备采用单柱式结构,伺服马达驱动滚珠丝杆,触摸屏显示; 2.该设备有以下功能: ①位置设定功能:1>上压头位置显示;2>压装可调行程:0-200mm,可控数字显示实际压装行程,重复精度：±0.01mm;触摸屏显示精度:0.001mm; ②压力设定功能:1>显示压头压装压力;2>设定压头压力上限,压装压力大于上限压力时,上压头立即回程并报警;3>设定压头压力下限,压装压力小于下限压力时,上压头立即回程并报警;4>压力显示：0-10000KG（或0-100000N均可），压力控制精度：在200-10000KG范围内为1‰， 500KG以下为5%，或更大； 3.电控装置: ①电器控制柜有供检查和维修用的照明灯,主要电器元件均采用国际或国内知名品牌； ②控制系统分手动、半自动单循环,2种操作方式; ③PLC采用日本三菱品牌,触摸屏为MCGS品牌，滚珠丝杆为台湾上银品牌，伺服马达和控制器为日本安川品牌，光电保护器为深圳同创品牌; 二、4.技术参数: 4.1设备精确可控压力:500-10000KG， 4.2压头运动时相对于下工作面的垂直精度: ≤0.02mm/100mm 4.3压装可调行程:0-200mm,可控,重复精度：±0.01mm 4.4压装压力显示:0-10000KG可调 4.5压装压力显示数值与实际压力误差: 1‰（在500-10000KG范围内） 5.下压速度：快速160mm/s,探测速度：0.1-10mm/s, 压装速度：0.1-5mm/s 6.三种压装模式选择：?恒定压装速度，设定精确位置停止?恒定压装速度，设定精确压力停止?恒定压装速度，设定精确位移停止。 三、7.精密伺服压力机具有以下功能： A 在线压装质量判定：压装力与位移全过程曲线图可以显示在液晶显示触摸屏上；全过程控制可以在作业进行中的任意阶段自动判定产品是否合格，100%实时去除不良品，从而实现在线质量管理； B 压装力、压入深度、压装速度、保压时间等全部可以在操作面板上进行数值输入，界面友好，操作简单； C 可自行定制、存贮、调用压装程序100套：三种压装模式可供选择，满足您不同的工艺需求； D 通过外部端口连接计算机，可以将压装数据存贮在计算机中，保证产品加工数据的可追溯性，便于生产质量控制管理； E 由于机器本身就具有精确的压力和位移控制功能，所以不需要另外在工装上加硬限位，加工不同规格产品时只需调用不同压装程序，因此可以轻松地实现一机多用和柔性组线 8.设备外形约:650*750*1780mm(长*宽*高) 9设备净重约:450KG 四、伺服压力机特点： 1；冲程五段速精密压装； 2；在线压装质量判定；