医药灌装机同步跟踪系统优化设计

摘要

随着全球制药包装机械行业的发展,灌装机作为医药包装机械的重要部分,得到越来越多制药行业的重视。国内灌装机械设备的正处在发展阶段,国内灌装机设备制造厂家所设计生产的设备良莠不齐,产品质量差距主要表现在产品性能低,可靠性和稳定性差,制作工艺粗糙,外观设计不美观,许多元器件质量差,寿命短,自动化程度以和控制水平,以及在灌装精度和速度方面跟进口设备相比还有不小的差距,特别是在高速灌装机的设计生产能力还存在很大的空白。
　　针对此现状,结合上海华东制药有限公司的实际要求,以及KBG10型灌装机为基础模型,分析其工艺要求及结构特征,进行结构优化改造和选用更为先进的控制方法进行的整体改进,达到高速灌装的要求。
　　首选,本文以同步跟踪机构为研究重点,分析原有机构的特点,指出影响灌装机灌装速度及稳定性的齿轮和凸轮传动机构,研究分析滚珠丝杠传动的稳定性及精确性,根据整体灌装机设计的参数,对同步跟踪系统传动机构的滚珠丝杠副进行选型,选择合适的滚珠丝杠副。
　　再次,本文对灌装机同步跟踪系统运行进行数学计算。分析同步跟踪系统各工步中运动部件的运动状态,建立灌装机全伺服跟踪模型,并以伺服定位模块及伺服系统的控制要求为依据,确定跟踪系统中各伺服电机的协同工作方式及运动形式,建立专门针对该12针拨块直线灌装机的跟踪算法理论模型。
　　最后,对同步跟踪系统进行仿真分析。建立同步跟踪系统虚拟样机模型,在此基础上,对传动机构进行动态响应仿真分析。仿真分析结果不仅近似地验证了同步跟踪系统滚珠丝杆传动机构的动力学分析的正确性,而且通过研究仿真结果,优化设计同步跟踪系统工作端运动曲线,进一步提高了同步跟踪系统的稳定性。

目录

中文摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 本课题研究的背景、目的及意义

1.2 本课题有关的国内外研究现状

1.3 灌装机概述

1.3.1 灌装机及其分类

1.3.2 本课题灌装机结构介绍

1.4 本文研究的同步跟踪系统综述

1.5 本课题的来源及主要研究内容

第2章 同步跟踪系统结构优化设计

2.1 灌装机同步跟踪系统工作原理

2.2 KGB10型同步跟踪系统结构

2.3 同步跟踪系统总体结构优化设计

2.3.1 优化后的同步跟踪系统

2.3.2 同步跟踪系统组成及功能介绍

2.4 关键零部件的选择设计

2.4.1 滚珠丝杠副的工作原理

2.4.2 滚珠丝杆螺母副的选型

2.5 本章小结

第3章 同步跟踪系统运动规则及数学计算

3.1 同步跟踪灌装部分主要技术要求

3.2 伺服控制方案

3.3 灌装机同步跟踪系统跟踪运动规划算法

3.3.1 同步跟踪过程概述

3.3.2 同步跟踪系统初始位置

3.3.3 跟位运动规划

3.3.4 垂直下降运动规划

3.3.5 同步灌注运动规则

3.3.6 垂直上升及回程阶段

3.4 本章小结

第4章 同步跟踪装置动态特性仿真分析

4.1 动力学仿真分析原理与方法

4.1.1 机械系统动力学简介

4.1.2 ADAMS动力学仿真软件

4.1.3 ADAMS动力学仿真过程

4.2 同步跟踪装置动力学仿真

4.2.1 同步跟踪装置模型的建立

4.2.2 同步跟踪装置模型的检验

4.2.3 同步跟踪装置动力学仿真

4.3 同步跟踪装置动态特性分析

4.4 本章小结

第5章 研究总结与展望

5.1 研究总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

硕士学位期间发表的论文