Aplicació de la tecnologia de prototips virtuals en el disseny de màquines d'impressió
Som una gran empresa d'impressió a Shenzhen, Xina. Oferim totes les publicacions de llibres, impressió en llibres de tapa dura, impressió de llibres en paper tapís, quaderns de tapa dura, impressió en llibres espacials, impressió de llibres amb stiching de saddle, impressió de llibretes, caixa d'embalatge, calendaris, tot tipus de PVC, fullets de productes, notes, llibres infantils, adhesius, tot tipus de productes de paper especials d'impressió en color, targetes de joc i així successivament.
Per obtenir més informació, visiteu
http://www.joyful-printing.com. ENG només
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
correu electrònic: info@joyful-printing.net
Amb la integració de l'economia global, la competència en el mercat de productes de maquinària d'impressió s'ha tornat cada vegada més ferotge. Per millorar la competitivitat del mercat, és necessari reduir contínuament el cicle de recerca i desenvolupament de nous productes, millorar la qualitat del producte, el rendiment i reduir els costos de desenvolupament. Sota aquesta demanda, la tecnologia informàtica representada per la tecnologia de prototips virtuals es desenvolupa contínuament i és un nou mètode de disseny modern. Utilitzant mètodes de disseny virtual, pot dissenyar, analitzar i avaluar el rendiment del producte al principi del disseny del producte, identificar i optimitzar els paràmetres de prototip físic, reduint així el risc de desenvolupament de nous productes, reduint els cicles de desenvolupament i millorant el rendiment del producte. Aquest article pren el disseny específic de la maquinària d'impressió com a exemple per il·lustrar l'aplicació de la tecnologia de prototips virtuals en el camp del disseny de la maquinària d'impressió.
En el procés de disseny de maquinària d'impressió tradicional, els enginyers primer seleccionen el model d'acord amb les necessitats de millora de la funció de la màquina, calcular els resultats, dibuixar el dibuix de parts mecàniques, dibuix de components i dibuix de muntatge, i després lliurar-lo al taller per a la producció de prova. Un cop finalitzada la mostra, executeu la prova a la mostra, compareu els resultats reals de la prova amb el concepte teòric abans del disseny, trobeu la causa de la diferència i, a continuació, torneu a dissenyar el disseny fins que l'exemple compleixi les necessitats de millora. Aquest procés de disseny requereix un llarg període de temps i un elevat cost d'assaig de mostra, que sovint no compleix els requisits del mercat per a la puntualitat de la nova substitució de la màquina i comporta un gran malbaratament de recursos humans i materials. Per tant, és necessari utilitzar mètodes de disseny moderns, és a dir, tecnologia de prototips virtuals, per millorar el mètode de disseny de maquinària d'impressió.
Què és la tecnologia de prototips virtuals? La tecnologia de prototipatge virtual en enginyeria mecànica, també coneguda com a tecnologia mecànica de simulació de sistemes mecànics, és una tecnologia d'enginyeria assistida per ordinador (CAE) desenvolupada ràpidament en la dècada de 1980 amb el desenvolupament de la tecnologia informàtica. L'enginyer construeix un model de prototip a l'ordinador, realitza diverses anàlisis de rendiment dinàmic en el model, després millora el disseny del prototip i substitueix l'experiment tradicional de prototip físic amb una forma digital. L'ús de la tecnologia de prototipatge virtual pot simplificar considerablement el procés de disseny i desenvolupament de productes mecànics, reduir considerablement el cicle de desenvolupament del producte, reduir significativament els costos i costos de desenvolupament de producte, millorar de manera significativa la qualitat del producte, millorar el rendiment dels productes en el sistema i obtenir un producte optimitzat i optimitzat. productes innovadors de disseny. . Per tant, tan aviat com va sorgir aquesta tecnologia, els països industrialitzats, institucions d'investigació científica, universitats i empreses rellevants van prendre de manera immediata. Molts fabricants famosos han introduït la tecnologia de prototips virtuals en els seus respectius desenvolupaments de productes i han aconseguit bons beneficis econòmics. Segons les estadístiques i prediccions del personal autoritari internacional sobre experiments en el rendiment del producte i mètodes de recerca i desenvolupament en el camp de l'enginyeria mecànica, els mètodes d'investigació experimental física del sistema mecànic tradicional seran reemplaçats per la tecnologia de simulació digital computada que es desenvoluparà ràpidament. L'àmbit d'investigació de la tecnologia de prototips virtuals és principalment l'anàlisi cinemàtica i dinàmica dels sistemes mecànics. El nucli de la mateixa és l'ús de la tecnologia d'anàlisi assistida per ordinador per analitzar la cinemàtica i la mecànica dels sistemes mecànics per determinar la força necessària per al moviment del sistema i els seus components. Força de reacció.
Aquest article porta a l'equip específic l'R + D com a exemple per debatre sobre l'aplicació de la tecnologia avançada del prototip virtual en enginyeria pràctica i pràctica, per explorar els passos i mètodes de la tecnologia de prototipatge virtual utilitzada en el disseny de maquinària d'impressió.
Com és sabut, les màquines de tall són equips importants de processament d'acabats superficials postimpressió en la indústria de la impressió d'envasos. Després del tallat, els productes impresos poden millorar molt la nota i jugar un paper important en l'augment del valor afegit de l'envàs del producte. La màquina de tallar plana automàtica generalment està composta per una porció d'alimentació de paper, una portadora d'embotició en calent, una porció d'extracció i una porció d'apilament d'embotició tal com es mostra a la fig.
Figura 1 Màquina automàtica de tallar matrius planes
En l'actualitat, la velocitat de treball de les màquines automàtiques automàtiques exteriors és generalment entre 7500 i 9000 fulls / hora. En comparació amb això, la màquina de tallar plana automàtica produïda a la Xina té una menor velocitat de treball, generalment fins a 5500-7500 fulls / hora. Pel que fa a la precisió de tall, la precisió de la matriu de tall automàtic estranger sol ser controlada a uns 0,10 mm, mentre que la precisió de tall de matrius automàtiques domèstiques es troba en el rang de 0,15 ~ 0,20 mm, només una petita quantitat de models pot aconseguir una precisió de tall de matriu de 0,1 mm. A més, quan la velocitat de treball de la màquina automàtica domèstica de tallat plana és elevada, la precisió de tall de matrius es reduirà considerablement, la qual cosa afecta seriosament la qualitat de la matriu del producte imprès.
Després d'una acurada investigació sobre les màquines de tall de motlles existents a la Xina, incloent algunes màquines de cortar estrangeres, l'autor va trobar que després del tall ràpid de la màquina de tall, un factor molt important que restringeix la precisió del tall de rosca és el temps insuficient per al posicionament en paper. Analitzem això, el principi del mecanisme de posicionament i transport de paper de les màquines de tallar a casa ia l'estranger és bàsicament el mateix. Com es pot veure a la figura 2.
Figura 2 Mecanisme de posicionament i transport de paper a màquina talladora
El procés de treball del mecanisme de posicionament i transport és que l'engranatge gran acciona la cadena (dividida en segments de la mateixa longitud) per realitzar moviments intermitents periòdics en la direcció de l'emmotllament. Quan el paper transportat per la cadena actual es troba en l'estat del modelatge, aquesta última cadena també arriba al punt de recollida del paper (punt A). En aquest punt, l'eriçó gran i la cadena són estacionaris. En aquest moment, la placa giratoria es col·loca horitzontalment, el paper es transmet al llarg de la placa basculant, i es posiciona mitjançant un dispositiu de mesura fixat a la placa basculant, i després es lliura a la mordedura de la cadena. Un cop finalitzada la lliurament, la placa oscil·lant és doblada. El paper que porta la cadena actual completa el treball de modelatge. Quan l'engranatge gran es dirigeix a avançar, la cadena de paper que s'acaba d'adquirir es desplaçarà i arribarà a la posició de modelatge i es reprendrà el cicle.
Des d'una cadena fins al punt A, començant a recollir el paper i, a continuació, començant a sortir del punt A, el temps que s'utilitza sol ser de només 2/5 d'un cicle. Aquesta 2/5 vegada conté el temps de posicionament del paper. I, aquestes 2/5 vegades no s'utilitzen per al posicionament en paper. Per no interferir amb el mecanisme, després que la cadena arribi al punt A, la placa oscilante pot pujar; la placa oscil·lant ha de ser doblada abans que la cadena s'allunyi del punt A, més el temps d'estabilització de la regla, etc., el temps utilitzat per al posicionament en paper. En general menys de la meitat d'aquesta 2/5 vegada. Es pot veure que el temps de posicionament del paper és originalment molt estret, i com la velocitat de la màquina continua augmentant, el temps absolut del posicionament en paper es fa més curt i més curt. Sens dubte, la manca de temps de posicionament provocarà un gran dany a la precisió de tall de matrius.
Amb aquesta finalitat, s'ha proposat un mètode millorat per obtenir un nou mecanisme de posicionament i transport en paper que millori considerablement el temps de posicionament del paper. Com es pot veure a la figura 3.
Figura 3 Posicionament millorat del paper i mecanisme de transport
La nova agència va abandonar la placa basculant original i va instal·lar una boquilla de transferència. Després de col·locar el paper al punt B, es lliura al broquet d'alimentació del paper; el filtre d'alimentació del paper es mou horitzontalment, es transmet a la cadena d'acoblament del paper i, a continuació, torna l'esquena. El control del flux d'aire i el moviment de la trajectòria del filtre de transferència es pot fer mitjançant el mecanisme de la càmera, que és molt fàcil d'implementar.
La diferència entre el nou mecanisme i el mecanisme original és que el posicionament original del paper està subjecte al sistema de cadena d'accionament. Ha d'esperar fins que la cadena d'acoblament del paper arribi al punt A per moure la placa cap a la posició horitzontal i, a continuació, el paper s'apropa i comença a col·locar-se. El posicionament millorat del paper és relativament independent. Es pot iniciar el posicionament del paper abans que la cadena de recollida hagi arribat al punt A, i es pugui lliurar abans que la cadena de recollida deixi el punt A. El temps de col·locació del paper és molt extens.
Per a cada cicle del sistema de transferència, la resta del temps es pot utilitzar per col · locar el paper, excepte per a l'alimentació del paper i el retorn del broquet de transferència. Òbviament, després de la millora, el temps de posicionament del paper és més llarg que el mecanisme original a baixa velocitat, tot i que s'està accelerant.
Després de l'esquema de disseny clar, d'acord amb els requisits del procés de la màquina de tall, la selecció del mecanisme es realitza, i el mecanisme de l'enllaç de càmera es pren com a esquema de disseny preliminar mitjançant l'anàlisi i la comparació. La llei d'acceleració trapezoïdal modificada es selecciona com la llei del moviment seguidor, es determinen els paràmetres del mecanisme, es realitza el càlcul del disseny i s'adopta el modelatge de l'entitat de programari SOLIDWORKS. A causa de la relació entre les longituds, aquí no es presenten les bases del càlcul i el procés detallat. Segons el mètode bàsic del disseny mecànic, és relativament fàcil trobar el model teòric.
La clau de la pregunta ara és, ¿es poden complir els requisits per al producte dissenyat? A diferència del mètode de disseny tradicional, no cal acostar-se al taller per processar peces d'acord amb els dibuixos, sinó adoptar un nou mètode, és a dir, utilitzar tecnologia de prototip virtual per verificar si les mostres dissenyades responen a les necessitats d'ús . Aquí necessitem utilitzar el programari ADAMS. El programari ADAMS és un programari d'anàlisi de simulació dinàmica de sistemes mecànics desenvolupat per MDI Company dels Estats Units. Es pot utilitzar per predir el rendiment dels sistemes mecànics, el rang de moviment, la detecció de col·lisions, la càrrega màxima i la càrrega d'entrada del càlcul d'elements finits. Utilitza un entorn gràfic interactiu i biblioteca de peces, biblioteca de restriccions, biblioteca de força i un model de geometria del sistema mecànic totalment parametritzat per realitzar anàlisis estàtiques, cinemàtiques i dinàmiques del sistema de prototips virtuals, generant desplaçament, velocitat, acceleració i corba de reacció. La figura 4 mostra la interfície de treball del programari de prototipatge virtual ADAMS.
Figura 4 Programari de prototipatge virtual ADAMS
Sota la interfície ADAMS, la modelització geomètrica es pot realitzar directament, i ADAMS té un ric conjunt d'eines de modelatge geomètriques. Si utilitzeu altres eines de modelització especialitzades, és molt més convenient importar-les a ADAMS després de crear el model. Per tant, hem modelat els dibuixos de disseny de SOLIDWORKS, els hem importat a ADAMS i hem completat el següent treball en seqüència, i després simulat i provat amb ADAMS.
1 afegiu restriccions, com ara parells de bisagra, parells cilíndrics, etc.
2 estableixi les propietats físiques del mecanisme, com ara els materials;
3 Realitzar anàlisi de càlcul de simulació, establir mode de sortida, etc.
Després d'introduir la ADAMS en la nova màquina de tall de troquelat, el rendiment real del producte dissenyat s'obté directament segons la cinemàtica, la dinàmica i l'anàlisi elàstica del mecanisme. Aquí, el mecanisme de l'aplicació específica del mecanisme s'il·lustra prenent com a exemple el procés d'anàlisi dinàmic elàstic del mecanisme.
La tendència de desenvolupament de les màquines de tall és que la velocitat de la màquina augmenta constantment i el pes de la màquina sol disminuir. Per tant, en el disseny del mecanisme, s'ha de considerar que a mesura que el pes de la màquina es redueix, s'incrementa la flexibilitat del membre, i el membre flexible es deforma per la força externa i la força inercial, provocant així la veritable moviment del mecanisme i moviment esperat. S'ha produït un error. A mesura que augmenta la velocitat, la força inercial augmenta fortament, i el problema es fa més destacat. Per tant, s'ha de realitzar una anàlisi elàstica dinàmica del nou mecanisme per verificar que el mecanisme compleixi els requisits de precisió a altes velocitats.
El primer pas: Tenint en compte que la biela és relativament forta, també és una part important de les parts superior i inferior del mecanisme de connexió. El seu canvi flexible tindrà una gran influència en la precisió del mecanisme. Per tant, cal considerar el cos flexible de la biela (selecció de la velocitat de la màquina) Estableix-se a 9000 rev / h).
Figura 5: Parts del cos flexibles
El segon pas: el cos flexible es carrega en el mecanisme per substituir la part rígida original del cos, les altres parts romanen sense canvis, el muntatge es torna a ensamblar, es realitza la simulació del moviment del mecanisme i la corba de desplaçament del paper de transferència es publica.
Figura 6 Mecanisme flexible de càrrega corporal
El tercer pas: comparar la corba de desplaçament del paper de transferència abans del reemplaçament, i donar a conèixer la corba de diferència dels dos amb el temps.
Figura 7 Resultats de l'error de desplaçament
A partir dels resultats de la Figura 7, es pot veure que, fins i tot en el cas d'alta velocitat (9000 rev / h), l'error del mecanisme es troba en un petit rang, el màxim és de 0,01 mm, molt menys que l'error de 0,10 mm de la màquina, per conèixer el disseny. Reclamació
Com es va esmentar anteriorment, aquest article fa un disseny estructuralment innovador de la màquina de tallar en la màquina d'impressió. Després de dissenyar les dades teòriques, la mostra no es mostra segons el mètode tradicional, però el programari ADAMS d'anàlisi de prototips virtuals s'utilitza per dur a terme el mecanisme. L'anàlisi cinemàtica, dinàmica i dinàmica elàstica mostra que el mecanisme dissenyat compleix els requisits del disseny. D'aquesta manera, el procés de disseny es simplifica enormement, es redueix el cicle de disseny i es facilita molt el treball de disseny de la màquina d'impressió. Per tant, en el disseny de la maquinària d'impressió, dominar l'aplicació de la tecnologia de prototipatge virtual és un requisit urgent de la nova tecnologia per als enginyers.