GD22308型電腦加固縫紉機送料機構解析(三)
3 數學模型(圖4)
1-進給板 2-X向進給臂 3-滑塊 4-滑塊軸 5-X向進給齒輪 7-Y向進給齒條 8-Y向進給齒輪 10-螺釘
11-進給架 12-壓布框 15-X向進給臂定位軸 16-Y向進給桿 17-鉸接螺釘
圖4 送料系統(tǒng)平面機構簡圖
從圖4中可以看出:
(1)Z1 =16是X向進給齒輪5的齒數。
(2)Z2=160是X向進給臂2的齒數。
(3)d=12.8毫米是Y向進給齒輪8的分度圓直徑。
(4)208毫米是進給板1、螺釘10、進給架11、壓布框12等件組成剛體后F點到H點的長度。
(5)53毫米是X向進給臂2上G點到E點的長度。
(6)α是X向進給齒輪5和Y向進給齒輪8共同驅動下,進給板1、螺釘10、進給架11、壓布框12等件組成的剛體中心線與Y軸的轉角。
(7)β是X向進給齒輪5驅動下,X向進給臂2的G E端與Y軸的轉角。
(8)θx是X向進給齒輪5的轉角,即X向步進電機的轉角。
(9)θy是Y向進給齒輪8的轉角,即Y向步進電機的轉角。
(10)(XH,YH)是H點在直角坐標系的坐標。
(11)(0 ,YF)是F點在直角坐標系的坐標。
圖4為GD22308型電腦加固縫紉機送料系統(tǒng)平面機構簡圖和機構重要關聯尺寸。送料系統(tǒng)的工作原理是X/Y步進電機同時驅動送料系統(tǒng),實現H點從坐標原點到縫紉范圍中的任何一點,這里強調H點與坐標原點重合(圖5)是整個送料系統(tǒng)的基準位置,每次系統(tǒng)通電都要自檢該基準位置后再送到工作準備位置。但是對用戶而言,花樣坐標即H點坐標是已知的,要通過送料系統(tǒng)的數學模型將H點的坐標轉化為電控系統(tǒng)的控制參數,這是工作原理的逆過程,也是建立送料系統(tǒng)數學模型的作用和意義。
如圖5所示,送料系統(tǒng)位于基準零位時,所有零部件的位置都為已知項,而這一位置又是電控系統(tǒng)的初始零位和校核基準,所以縫紉范圍內的每一個目標點H點(XH,YH)相對基準零位都有惟一機構運動位置的α、β、(0 ,YF),再通過齒輪齒條的嚙合原理就可推導出H點對應的X/Y步進電機從原點O到H點的工作轉角θOH x和θOH y,而θOH x和θOH y就是需要得到的X/Y步進電機控制參數,因此下面要建立θOH x=f(XH,YH)和θOH y=f’(XH,YH)兩項函數關系。
已知條件和設定條件如圖4、圖5和圖6所示,求θOH x=f(XH,YH)和θOH y=f’(XH,YH):
圖5 送料系統(tǒng)平面機構基準零位的狀態(tài)簡圖