新型数码印花机与喷印单元机械结构的研究

摘要

传统印花在批量生产前需要制版、调色、打样，交货速度慢，难以满足现代纺织品发展需求。随着计算机技术的发展，数码印花利用计算机软件控制喷头直接将墨水喷射到织物上形成图案，无需制版，批量灵活，不受花型限制，且印花精度高，符合当前人们对个性化、小批量、多品种和高品质纺织品印花的要求。由于目前步进式导带数码印花机采用喷头横向往复喷印配合织物纵向步进的方式完成印花，致使印花速度慢。本论文研发了一种喷头固定不动，织物连续高速运动的打印方式的连续式导带(One pass)数码印花机。论文的主要工作如下:
　　第一章阐述了论文的选题背景及意义，介绍了传统印花机的工艺流程、数码印花的工艺流程以及数码印花机的发展历程、国内外发展现状、目前存在的问题;综述了运动耦合装置和定位误差分析方法的研究现状，提出了本文的研究内容。
　　第二章分析了目前步进式导带数码印花机的结构和工作原理，在此基础上提出了一种喷头固定不动，导带连续高速运动的One pass数码印花机总体设计方案;并提出了导带线速度的监测方法。
　　第三章基于运动学准约束理论，设计了一种重复定位装置;并通过齐次变换矩阵对建立的耦合三角形定位模型进行了误差分析，验证了该装置具有重复定位精度高的优点。以此重复定位装置为核心设计了数码喷印单元;通过颗粒动力学理论计算分析确定了此数码喷印单元的定位精度要求;并通过Hertz接触应力计算分析了数码喷印单元中定位球的变形对定位精度的影响。
　　第四章基于ADAMS软件，建立了数码喷印单元的简化参数化模型，利用蒙特卡罗模拟方法，分析了定位球的加工误差和装配误差对数码喷印单元重复定位误差的影响，分析结果表明设计的定位球加工误差和装配误差能够保证数码喷印单元重复定位误差在允许的范围内;并对数码喷印单元升降板进行位置偏移实验和喷印质量分析，试验结果表明上述误差区间是合理的。
　　第五章利用ANSYS Workbench有限元软件对数码喷印单元的提升装置进行了结构优化设计，在保证定位精度的前提下，减小了提升装置的质量;对底座装置进行了模态分析，优化了喷头板加强筋的厚度和开槽长度。
　　第六章对全文进行总结，提出进一步的研究方向。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 传统印花介绍

1．2．1 传统印花工艺介绍

1．2．2 传统印花机介绍

1．3 数码印花介绍

1．4 数码印花机介绍

1．4．1 数码印花机发展历程

1．4．2 数码印花机国内外发展现状

1．5 数码印花机目前存在的一些问题

1．6 运动耦合装置和定位误差分析方法的研究现状

1．6．1 运动耦合装置研究现状

1．6．2 定位误差计算方法的研究现状

1．7 本课题主要研究内容

第二章 One pass数码印花机总体设计方案

2．1 步进式导带数码印花机工作原理

2．2 One pass数码印花机总体设计方案

2．2．1 One pass数码印花机主要组成单元

2．2．2 One pass数码印花机技术参数

2．3 导带线速度监测方法

2．4 本章小节

第三章 数码喷印单元结构设计与定位精度要求分析

3．1 数码喷印单元重复定位装置设计

3．1．1 重复定位装置设计原理

3．1．2 重复定位装置定位模型分析

3．2 数码喷印单元整体结构设计

3．2．1 数码喷印单元提升装置设计

3．2．2 数码喷印单元底座装置设计

3．2．3 数码喷印单元整体结构装配

3．3 数码喷印单元喷印精度要求

3．4 数码喷印单元定位精度要求分析

3．4．1 导带静止时的平行度分析

3．4．2 导带运动时的平行度分析

3．4．3 数码喷印单元定位精度示意图

3．5 数码喷印单元定位球Hertz接触应力计算

3．6 本章小结

第四章 基于ADAMS下的数码喷印单元重复定位误差分析

4．1 虚拟样机技术概述

4．2 数码喷印单元虚拟样机参数化建模和仿真

4．2．1 数码喷印单元参数化模型的建立

4．2．2 添加约束和驱动

4．2．3 仿真结果分析

4．3 基于蒙特卡罗方法的定位误差分析

4．3．1 蒙特卡罗方法

4．3．2 蒙特卡罗随机数的产生方法

4．3．3 定位误差仿真分析

4．4 升降板位置偏移仿真与实验测试

4．4．1 升降板位置偏移测试步骤

4．4．2 升降板偏移测试数据分析

4．4．3 升降板位置偏移测试喷印质量结果分析

4．5 本章小结

第五章 数码喷印单元有限元分析及结构优化

5．1 有限元法简介

5．2 数码喷印单元提升装置有限元分析与结构优化

5．2．1 提升装置有限元分析

5．2．2 提升装置结构优化

5．3 数码喷印单元底座装置模态分析与结构改进

5．3．1 模态分析理论基础

5．3．2 底座装置模态分析

5．3．3 底座装置结构改进

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果