基于稳健性的轮转机折页机构优化设计.pdf

机械工程与自动化控制 2010 中国印刷与包装学术会议会刊 276 Mechanical Engineering Automation Control Proceedings of CACPP 2010 基于稳健性的轮转机折页机构优化设计 1,2 1 2 袁英才 ，刘义伦 ，李艳 （1.中南大学 机电工程学院，长沙 410083 ；2.北京印刷学院 机电系，北京 102600 ） 摘要 随着印刷机械速度的提高，在印刷机械设计时，高速与高稳定性已成为相互制约的两个方面。轮转机 是速度最高的大型印刷设备，其折页机构对机器运转速度的制约最为显著。为提高轮转机折页机构的速度和 稳定性，提出运动精度和动力精度两个稳健性指标。通过对高速状态下轮转机折页机构工作状态进行动力学 分析，建立其动态响应与设计参数的动力学模型。在动力学模型基础上，建立基于稳健性分析的优化设计模 型。通过稳健优化设计模型，寻求稳健性最佳的设计变量，达到改善轮转机折页机构动力学性能，在保证其 折页精度的前提下，提高机构长期高速运转的稳定性的目的。设计实例表明，在设计变量稳定的情况下，稳 健设计与轨迹优化设计的机构运动性能差别不大，但稳健设计的机构动力学性能要远远优于轨迹优化设计。 在设计变量发生微小改变的状态下，运用稳健设计方法所得参数能使机构保持良好的稳定性。 关键词 稳健设计；灵敏度；折页机构 中图分类号 TS803.9 Optimal Design of the Web Press’s Fold Mechanism Based on Robustness 1,2 1 2 YUAN Yingcai , LIU Yilun , LI Yan ( 1.Mechanical and electronic department of Central South University, Changsha 410083, China; 2.Mechanical and electronic department of Beijing institute of Graphic Communication, Beijing 102600, China) Abstract With the increasing of printing machine’s working speed, high-speed and high stability are the tow mutual restraint aspects in modern printing machine design. The web press is the highest printing speed and large-scale equipment, but the stability of fold mechanism is the most significant constraints to speed. In order to increase the mechanism speed and stability, the two robust criterions, kinematics and dynamics precision, has been proposed. Through the kinetic analysis to the fold mechanism of web press, the dynamic model of the mechanism response to des