一种灌装机凸轮传送机构中凸轮的优化及建模方法技术

本发明专利技术公开了一种灌装机凸轮传送机构中凸轮的优化及建模方法，其特征在于，根据执行机构的运动参数编写凸轮廓线参数方程，根据参数方程生成凸轮廓线，进而生成凸轮三维模型。本发明专利技术优化了现有圆柱凸轮的设计方法，提高了设计精度，缩短了设计时间，便于仿真验证。

【技术实现步骤摘要】
一种灌装机凸轮传送机构中凸轮的优化及建模方法
本专利技术涉及一种安瓿瓶及西林瓶进料及传送凸轮的的优化及建模方法，属于医药、食品等包装领域。
技术介绍
近几年，随着国内外分装机联动性的快速发展，许多药厂对生产线自动化要求越来越高，对于包装设备的速度及精度也提出很高的要求。在具有多个执行动作相互配合的包装机设备中，往往传动及执行机构的精度和稳定性制约了设备的最终性能，然而，传动及执行机构的优异性往往受限于核心零部件的设计精度和设计方法。因此，优化关键机构及零部件的设计对于提高自动包装机的性能来说意义重大。目前，药厂安瓿及西林瓶灌封产线中齿板间歇式进出料及传送机构如图1所示，其包括相互连接的接瓶齿板3和送瓶齿板11，接瓶齿板的下方设有进瓶螺杆1，进瓶螺杆1的上方设有护栏2，护栏2的一端与接瓶齿板3连接固定；接瓶齿板3、送瓶齿板11的上方分别设有一组传送机构，每组传送机构包括底部的齿板支架4，齿板支架4上设有支架滑轨5，支架滑轨5上设有齿轮推送连杆机构6，齿轮推送连杆机构6上连接有摆臂7，摆臂7通过顶部的摆臂支座10固定，摆臂7上的滚子9与凸轮8相配合。药瓶通过进瓶螺杆1及护栏2之间的通道输送给接瓶齿板3，接瓶齿板3安装在齿板支架4上由凸轮8带动摆臂7摆动沿支架滑轨5向右运动交给送瓶齿板11，其中齿板推送连杆机构6完成齿板进给及退让动作。由于进瓶螺1杆匀速转动，因此瓶子的移动是匀速的，所以要求接瓶齿板3在接瓶时移动速度与进瓶螺杆1送瓶速度相等，另外，接瓶齿板3与送瓶齿板11交接瓶子时速度也必须相等。目前该种机构设计缺陷主要存在凸轮8的设计上：1.接瓶齿板3在接瓶时移动速度与进瓶螺杆1送瓶速度存在偏差；2.接瓶齿板3与送瓶齿板11交接瓶子时速度也存在偏差；3.由于速度及位移偏差导致接瓶齿板3分别与进瓶螺杆1及送瓶齿板11不能良好啮合从而导致碎瓶，产生生产事故，而且限制设备运行速度及平稳性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有安瓿及西林瓶灌封产线中齿板间歇式进出料及传送机构接瓶齿板与进瓶螺杆及接瓶齿板与送瓶齿板啮合不良的问题，其实质是圆柱凸轮设计偏差的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种精确设计凸轮轨迹的方法。该方法针对圆柱凸轮现有设计时采用拼凑法或近似设计法中的偏差问题，引入了误差补偿量来消除设计误差的产生，得到绝对精确的凸轮轨迹；并且可根据执行端实际要求的运动参数如速度、加速度及位移进行轨迹参数方程的建立从而得到参数化三维模型，便于修改和计算机仿真分析，提高了设计效率和可靠性。本专利技术的一个具体技术方案为：一种灌装机凸轮传送机构中凸轮的优化及建模方法，其特征在于，根据执行机构的运动参数编写凸轮廓线参数方程，根据参数方程生成凸轮廓线，进而生成凸轮三维模型。优选地，所述凸轮廓线的参数方程引入补偿量，用于修正偏差。更优选地，所述凸轮廓线的参数方程在凸轮升程段减去补偿量，在回程段加上该补偿量。优选地，所述凸轮三维模型由执行端自定义的关键参数驱动，根据关键参数即可快速生成相应模型，无需再次编写参数方程。本专利技术根据执行机构的运动参数编写凸轮廓线参数方程，根据参数方程生成凸轮廓线，进而生成凸轮三维模型进行仿真验证，可以根据执行端运动参数的变化快速更新模型。本专利技术优化了现有圆柱凸轮的设计方法，提高了设计精度，缩短了设计时间，便于仿真验证。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.设计精准，不会产生拼凑或近似设计所带来的误差，提高设计精度；2.能快速响应需求，类似机构仅需一次编写凸轮轨迹方程，不同需求时可仅改变关键控制参数即可迅速得到三维模型，并进行仿真验证，提高设计效率。附图说明图1为现有安瓿及西林瓶灌封产线中齿板间歇式进出料及传送机构的示意图；图2为现有设计方法设计的凸轮机构仿真时传送齿板的速度曲线图；图3为本专利技术设计的凸轮机构仿真时传送齿板的速度曲线图；图4为现有设计方法设计的凸轮机构仿真时执行端原件上参考点的位移曲线图；图5为本专利技术设计的凸轮机构仿真时执行端原件上参考点的位移曲线图；图6为实施例中利用本专利技术所建的凸轮参数化模型。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。实施例利用现有进出料及传送机构给定设计条件设计凸轮8(如图1、6所示)，假设凸轮转速为36°/s，要求凸轮转角90°时摆臂7摆动45°，转角180°时摆臂7摆回初始位置。根据上述条件首先利用现有近似设计的方法进行设计，得到的仿真结果如图4所示，可以看出在时间5s的时候也就是凸轮转动180°的时候摆臂回到初始位置，但是在运动过程中如2.5s的时候即凸轮转动90°的时候摆臂并未到达45°，这与要求不符。利用本专利技术设计方法，在现有近似设计方法上加一定补偿量进行设计。现有设计方法与本专利技术曾加补偿量后的凸轮廓线方程差异对比如表1所示，最终得到的仿真结果如图5所示，可以看出当凸轮转动到90°及180°时摆臂均达到指定要求位置，由此可见，采用本专利技术设计的凸轮具有可靠性。表1表1中：rg为摆臂7的长度；rt为凸轮8基圆半径；th为摆臂7摆角；h为摆臂7指定参考点的摆动位置；x为凸轮8基圆展开曲线上点的横坐标值；y为凸轮8基圆展开曲线上点的纵坐标值。以上实施例中的凸轮廓线方程可在一般三维设计软件中编写，本实施例利用Pro/Engineer三维建模软件利用软件自带的的参数曲线功能，首先根据表格中的变量建立驱动参数，然后利用这些参数按照表格中的方程编写曲线，从而可得到一组完全由参数控制的曲线，最后利用软件中的基本建模功能，如“拉伸”、“曲面偏移”、“环形折弯”等功能即可得到一个全参数化的三维模型，当执行端运动参数发生变化时只需重新输入上述几个参数并在软件中更新模型，即可生成需要的凸轮曲线进而获得三维模型并进行仿真分析。由图2、3可见，本专利技术可以精确控制执行端速度，使执行端在工作段达到要求的匀速运动；由图4、5可见，本专利技术可以精确控制执行端位置，使执行端在指定的时间到达要求的位置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灌装机凸轮传送机构中凸轮的优化及建模方法，其特征在于，根据执行机构的运动参数编写凸轮廓线参数方程，根据参数方程生成凸轮廓线，进而生成凸轮三维模型。

【技术特征摘要】
1.一种灌装机凸轮传送机构中凸轮的优化及建模方法，其特征在于，根据执行机构的运动参数编写凸轮廓线参数方程，根据参数方程生成凸轮廓线，进而生成凸轮三维模型。2.如权利要求1所述的灌装机凸轮传送机构中凸轮的优化及建模方法，其特征在于，所述凸轮廓线的参数方程引入补偿量，用于修正偏差。3.如权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑效东，
申请(专利权)人：上海东富龙科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31