基于Simulink的仿手指自适应柔性夹具支腿液压系统仿真

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1、2012年2月机床与液压Feb．2012第40卷第3期MACHINET0OL&HYDRAUUCSVo1．40No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．03．038基于Simulink的仿手指自适应柔性夹具支腿液压系统仿真郑讯佳，罗天洪(重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆400074)摘要：悬臂支腿系统是仿手指自适应柔性夹具的重要组成部分。建立支腿液压系统的数学模型与仿真模型，分析系统的稳定性。改变模型的主要参数，对系统进行仿真。仿真结果表明：系统稳定性和动态性能受泄漏系数和放大器增益系数的影响较大；采用PID控制后，系统

2、的性能得到进一步的改善。关键词：仿手指自适应柔性夹具；支腿液压系统；仿真；PID控制中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1001—3881【2012)3—134—4SimulationofOutriggerHydraulicSystemforAdaptiveImitationFingersFlexibleFixtureBasedonSimulinkZHENGXuniia．LU0Tianhong、(CollegeofMechatronics&AutomobileEngineering，ChongqingJiaotongUniversity，Ch

3、ongqing400074，China)Abstract：Cantaleveroutriggerhydraulicsystemisoneofthemostimportantpartsoftheadaptiveimitationfinge~flexiblefixture(AIFFF)．ThemathematicalmodelandsimulationmodeloftheoutrigersystemofAIFFFwereestablished．Thestabilityofthesys-ternwasanalyzed．Thesystemwassimulatedb

4、ychangingmainparametersofthemode1．Thesimulationresultsshowthatthestabilityanddynamicperformancearemuchafectedbytheleakagecoefficientandamplifiergaincoeficient．Thesystemperformanceisim—provedafterusingPIDcontro1．Keywords：Adaptiveimitationfingersflexiblefixture(AIFFF)；Outrigerhydrau

5、licsystem；Simulation；PIDcontrol夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向压缸缸体传动配合，底座滚轮13支撑整个装置并控高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带制其移动，动力装置以液压的方式为主举升液压缸5动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通和副举升液压缸9提供动力，主副两个举升液压缸配用、经济方向发展⋯。仿手指自适应柔性夹具包括机合使上臂能够做上下移动及摆动，主副两个举升液压械臂总成和夹持部组件；机械臂总成以足够多的自由缸缸体立在基座上与其转动配合；减速箱上设置加强度设置于基座，为了能够保证其灵活性和运输的方

6、便筋lO支撑，加强筋支撑设置配合举升液压缸缸体做性，基座体积较小，因此，如果夹持较重的工件，机回转运动，最终完成夹具的夹持动作。械夹具易侧翻。在夹持较重工件时，为了保证夹持工作顺利进行，基座一般采用固定的方式设置，避免机械夹具在工作时出现侧翻。为适应较为复杂多变的环境，采用液压方式的支腿系统。通过Matlab对建立的系统稳定性数学模型进行了分析。根据液压支腿的工作原理，用Simulink建立仿手指自适应柔性夹具支腿液压系统的仿真模型，分析泄漏系数和放大器增益系数对系统稳定性和系统动态特性的影响规律。1液压支腿结构及系统原理仿手指自适应柔性夹具机械结构如图1

7、所示，减速箱3内设置齿轮传动副11，电动机4的动力输出轴与齿轮传动副11的主动齿轮在圆周方向固定配合，齿轮传动副11的从动齿轮轴穿出减速箱3与举升液图1仿手指自适应柔性夹具示意图收稿日期：2011—01—25基金项目：重庆市科技攻关项目(CSTC2009AC6077)作者简介：郑讯佳(1990一)，男，土家族，主要从事工程机械设计与仿真方面的研究。E—mail：zhxunjia@139．com。第3期郑讯佳等：基于Simulink的仿手指自适应柔性夹具支腿液压系统仿真‘135·为了防止夹具在工作过程中侧翻，加设3个液压p是有杆腔压力；卸表示无杆腔与有杆腔的

8、压差。缸支腿，每个支腿包括一组收放液压缸1和伸缩液压根据方程(3)