专利名称：一种自动模切机性能分析方法
技术领域：
本发明涉及一种性能分析方法，尤其涉及一种自动模切机性能分析方法。技术背景模切机作为印刷、包装行业压制纸盒、纸箱等纸制品的专用设备，是 印刷包装行业中重要的表面整饰加工设备，通常由送纸部分、模切部分、 清废部分和收纸四部分组成。模切机的主要职能就是对纸张进行凸模剪压作用，因此需要非常高的单位面积压力，诸如对于亚华公司的MW1050A II自动模切机来说，当其 模切速度达到8500张/小时、模切压力达到300吨时，底座及支撑台板会产 生非常高的应力，在模切的过程中墙板会产生冲击变形，影响模切的精度。 为了保证模切精度，必须保证主墙板的形变在模切允许范围内。在全自动高速模切机中，纸张的输送系统是其中非常重要的一部分。 单张纸输纸装置又称为自动输纸机或飞达，它是现代单张纸印刷机上不可 或缺的部件。在一些装订机械(如拆页机，配页机，上封机等)中也需要 自动输纸机，只是机构上与印刷机上的有所不同而已。自动输纸机的作用 是自动，准确，平稳，有节奏的将纸一张张的输送给印刷部件。在全自动 模切机中，输送纸系统的机构及动力特性对整个系统的影响很大，它直接 影响到整个模切质量的好坏，在一定程度上决定了模切机械的发展速度和 方向，因此开发或者改进输送纸系统已成了一个迫切的任务，是一个需要 突破的瓶颈。模切部分是自动平压模切机的核心部分。目前，我国生产的自动平压 模切机工作速度较低，大部分为5500 — 7500张/小时，模切精度绝大多数3在0.15 0.2mm。如何对模切机的结构进行优化分析来使模切速度达到 8500张/小时是本发明亟待解决的问题。清废机构是整个模切机的最后一道工序，在模切之后纸板被送到清废 工作区域，进行最后的模切加工。如何提高速度，找出机器的不足是本发 明需要解决的问题。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，而提供一种自动模切机性能 分析方法，利用数字化新技术，分析自动模切机的性能，根据分析结果进 行改进以提升了产品的性能，提高自动化程度，模切速度和精度。实现上述目的的技术方案是 一种自动模切机性能分析方法，所 述的自动模切机包括含有高速进纸输送机的送纸部分、模切部分、含有 清废三框机构、驱动凸轮的清废部分以及收纸部分，模切部分包括有主 机墙板、连杆、曲轴、上平台、下平台、轴杆，其中，它包括以下步骤对高速进纸输送机进行性能分析步骤即通过外罚函数和变尺度方法来优化高速进纸输送机的各杆件的结构尺寸，并通过ADAMS软件来 对其进行运动学和动力学的仿真，然后用ANSYS软件对其进行有限元的 应力分析和振动模态分析；对模切部分进行性能分析步骤即首先在Pro/E软件中建立该模 切部分的三维模型，然后用ANSYS软件对其进行有限元分析以及有限元 的应力计算，同时，对其进行动态有限元的应力计算和模态分析以得到 模切部分的各部分的优化尺寸；对清废三框机构进行性能分析步骤即在ADAMS软件中对清废三 框机构进行运动学和动力学的仿真分析，并采用多体动力学的理论对其 进行建模，然后基于多输入单输出的现代控制理论对其驱动凸轮的曲线 进行修正。上述的自动模切机性能分析方法，其中，在对模切部分进行性能 分析步骤中，包括对模切部分的主机墙板和/或连杆和/或曲轴和/或上平 台和/或下平台和/或轴杆进行有限元分析。上述的自动模切机性能分析方法，其中，所述的对模切部分的主 机墙板进行有限元分析时，有限元模型生成后，采用八节点六面体三维 单元对其进行网格划分。上述的自动模切机性能分析方法，其中，所述的对清废三框机构 进行性能分析步骤中，对驱动凸轮在工作到急回过程时的曲线进行修 正，即对凸轮的余弦段曲线进行修正。本发明的有益效果是本发明通过深入研究工作原理，分析应力， 有针对性的提高局部应力超高部分的刚度和强度，对自动模切机通过现 有的软件进行分析，可根据分析进行改进。该三部分的分析运用广泛， 模切机中的高速进纸输送系统在许多印包机械中都有广泛的应用；模切 机的主墙板装置是印包机械的通用技术，在自动烫印机、平板式模切压 痕机中都有应用；模切机中的清废机构是印包机械的通用装置，本装置 在印后作业中起着提高劳动效率，减少劳动强度的关键作用。解决了该 三部分的性能分析，其研究成果在印包行业及平板纸自动行业中的许多 相似设备都能得到广泛推广和应用。
具体实施方式
下面将通过一实施例对本发明作进一步说明。本发明的一种自动模切机性能分析方法，自动模切机包括含有高 速进纸输送机的送纸部分、模切部分、含有清废三框机构、驱动凸轮的 清废部分以及收纸部分，模切部分包括有主机墙板、连杆、曲轴、上平 台、下平台、轴杆，本发明包括以下步骤对高速进纸输送机进行性能分析步骤即通过外罚函数和变尺度 方法来优化高速进纸输送机的各杆件的结构尺寸，并通过ADAMS软 件来对其进行运动学和动力学的仿真，然后用ANSYS软件对其进行有 限元的应力分析和振动模态分析，由于高速进纸输送机的运动学和动力 学性能是主要的参数，故采用最优化设计及有限元分析技术为基础，其 中对输送机的配气阀和气动回路需要从气动技术的层面进行流体传动 的优化设计；对模切部分进行性能分析步骤即首先在Pro/E软件中建立该模 切部分的三维模型，然后用ANSYS软件对其进行有限元分析以及有限元 的应力计算，同时，为了提高模切工作过程中的动态特性，保证模切精 度，还需对其进行动态有限元的应力计算和模态分析以得到模切部分的 各部分的优化尺寸，以提高模切精度；对清废三框机构进行性能分析步骤即在ADAMS软件中对清废三 框机构进行运动学和动力学的仿真分析，并采用多体动力学的理论对其 进行建模，然后基于多输入单输出的现代控制理论对其驱动凸轮在工作 到急回过程时的曲线进行修正，即对凸轮的余弦段曲线进行修正。本实施例中，在对模切部分进行性能分析步骤中，包括对模切部 分的主机墙板、连杆、曲轴、上平台、下平台、轴杆进行有限元分析， 在对模切部分的主机墙板进行有限元分析时，有限元模型生成后，采用 八节点六面体三维单元对其进行网格划分。以上结合附图
实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技 术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某 些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范 围作为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种自动模切机性能分析方法，所述的自动模切机包括含有高速进纸输送机的送纸部分、模切部分、含有清废三框机构、驱动凸轮的清废部分以及收纸部分，模切部分包括有主机墙板、连杆、曲轴、上平台、下平台、轴杆，其特征在于，它包括以下步骤对高速进纸输送机进行性能分析步骤即通过外罚函数和变尺度方法来优化高速进纸输送机的各杆件的结构尺寸，并通过ADAMS软件来对其进行运动学和动力学的仿真，然后用ANSYS软件对其进行有限元的应力分析和振动模态分析；对模切部分进行性能分析步骤即首先在Pro/E软件中建立该模切部分的三维模型，然后用ANSYS软件对其进行有限元分析以及有限元的应力计算，同时，对其进行动态有限元的应力计算和模态分析以得到模切部分的各部分的优化尺寸；对清废三框机构进行性能分析步骤即在ADAMS软件中对清废三框机构进行运动学和动力学的仿真分析，并采用多体动力学的理论对其进行建模，然后基于多输入单输出的现代控制理论对其驱动凸轮的曲线进行修正。
2. 根据权利要求1所述的自动模切机性能分析方法，其特征在于，在对 模切部分进行性能分析步骤中，包括对模切部分的主机墙板和/或连杆和/或曲 轴和/或上平台和/或下平台和/或轴杆进行有限元分析。
3. 根据权利要求2所述的自动模切机性能分析方法，其特征在于，所述 的对模切部分的主机墙板进行有限元分析时，有限元模型生成后，采用八节点 六面体三维单元对其进行网格划分。
4. 根据权利要求1所述的自动模切机性能分析方法，其特征在于，所述 的对清废三框机构进行性能分析步骤中，对驱动凸轮在工作到急回过程时的曲 线进行修正，即对凸轮的余弦段曲线进行修正。
全文摘要
本发明公开了一种自动模切机性能分析方法，所述的自动模切机包括含有高速进纸输送机的送纸部分、模切部分、含有清废三框机构、驱动凸轮的清废部分以及收纸部分，模切部分包括有主机墙板、连杆、曲轴、上平台、下平台、轴杆，它包括以下步骤对高速进纸输送机进行性能分析步骤；对模切部分进行性能分析步骤；对清废三框机构进行性能分析步骤。本发明利用数字化新技术，分析自动模切机的性能，根据分析结果进行改进以提升了产品的性能，提高自动化程度，模切速度和精度。
文档编号G01M99/00GK101592558SQ200810038258
公开日2009年12月2日 申请日期2008年5月29日 优先权日2008年5月29日
发明者张无波, 张青雷, 桂士弘, 颖 王, 刚 童, 邵玉珍, 郑明耀, 郭井宽 申请人:上海电气集团股份有限公司