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1、基于ADAMS的自动打印机时间同步化仿真设计工程技术学院08级设计者 叶同学 指导教师 李老师 日期：2011年6月23日基于ADAMS的自动打印机时间同步化仿真设计一、 设计原理与结构 将产品包装好后，在包装好的纸盒上，为了商品的某种需要而打印一种记号。他的动作主要有两个：送料到打印工位，然后打印记号。 图 1图1 所示为自动打印机的示意图，送料器首先将产品送至打印工位上，然后由打印头对产品进行打印。由此可知，送料器和打印头对产品进行顺序作业，故它们只具有时间上的顺序关系，而无空间上的相互干涉，因此只需进行时间同步化设计。二、 建立模型构件该装置由选料器、产品、打印头、杠杠、弹簧、凸轮等四部
2、分构成，下面依次进行建模：1、 创建选料器（1）启动ADAMS/View，选择新建模型，并将系统的长度单位设置为mm。（2）设置工作栅格。单击菜单【Settings】【Working Gird】后，在弹出的设置工作栅格对话框中，将Size设置为X（750mm），Y（500）mm，Spacing设置为（10mm），（10mm）。如下图所示：（3）设置图标。单击菜单【Setting】【Icon】，弹出图标设置对话框，在New Size输入框中输入10。（4）打开坐标窗口。单击菜单【Veiw】【Coordinate Window】，打开坐标窗口，当鼠标在图形区移动时，在坐标窗口中显示了当前鼠标所在位
3、置的坐标值。（5）绘制长方体。单击工具栏中的绘制长方体按钮，并在工具栏下端的输入框中，将Geometry box设置为New Part，勾选中Length、width和depth并分别设置为160，20，20；然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=-540，Y= -80，Z=0时，按下鼠标左键，然后向上拉动，单击鼠标左键即完成box1的创建，将其rename为changfangti1。单击工具栏中的按钮，然后选中changfangti1，单击工具栏中的按钮,将distance设置为10mm，向左移动10mm。如下图所示：（6）单击工具栏中的绘制长方体按钮，并在工具栏下端的输入框中，将G
4、eometry box设置为New Part，勾选中Length、width和depth并分别设置为20，40，40；然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=-380，Y= -90，Z=0时，按下鼠标左键，然后向上拉动，单击鼠标左键即完成box2的创建，将其rename为changfangti2。单击工具栏中的按钮，然后选中changfangti2，单击工具栏中的按钮,将distance设置为20mm。向左移动20mm。 （7）进行布尔加运算。单击工具栏中的按钮，然后将changfangti1与changfangti2构件融为一个构件，将其rename为songliaoqi。2.创建产品
5、（1）绘制长方体。单击工具栏中的绘制长方体按钮，并在工具栏下端的输入框中，将Geometry box设置为New Part，勾选中Length、width和depth并分别设置为60，40，40；然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=-360，Y= -90，Z=0时，按下鼠标左键，然后向上拉动，单击鼠标左键即完成box3的创建，将其rename为changfangti3。单击工具栏中的按钮，然后选中changfangti3，单击工具栏中的按钮,将distance设置为20mm，向左移动20mm。（2）绘制长方体。单击工具栏中的绘制长方体按钮，并在工具栏下端的输入框中，将Geometry
6、 box设置为New Part，勾选中Length、width和depth并分别设置为300，60，60；然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=-430，Y= -150，Z=0时，按下鼠标左键，然后向上拉动，单击鼠标左键即完成box4的创建，将其rename为长changfangti4。单击工具栏中的按钮，然后选中changfangti4，单击工具栏中的按钮,将distance设置为30mm，向左移动30mm。3、创建打印头和杠杠。（1）绘制圆柱体。单击主工具栏中的,单击菜单【Settings】【Working Gird】后，在弹出的设置工作栅格对话框中，点击最下方Set Orient
7、ation下拉菜单，选择global XZ。如下图：然后，单击主工具栏中的，并在工具栏下端的输入框中，将Cylinder设置为New Part,勾选Length和Radius并分别设置为60和25，然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=-200，Y= 0，Z=0时，按下鼠标左键，然后沿Y轴向上拉动，然后沿Y轴向上拉动，再单击鼠标右键，即创建了圆柱体Part_1,单击工具栏中的按钮，然后选中Part_1，单击工具栏中的按钮,将distance设置为30mm，向左移动30mm。模型如图所示：（2）单击工具栏中的绘制长方体按钮，并在工具栏下端的输入框中，将Geometry box设置为New
8、 Part，勾选中Length、width和depth并分别设置为60，30，60；然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=-230，Y= -50，Z=0时，按下鼠标左键，然后向上拉动，单击鼠标左键即完成box2的创建，将其rename为changfangti5。单击工具栏中的按钮，然后选中changfangti5，单击工具栏中的按钮,将distance设置为30mm。向左移动30mm。（3）绘制杠杠。单击工具栏中的，将选项设置成New Part,并在下端的输入框中将Length、Height和Depth勾选中，并分别设置为200、20、20，然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X
9、=-200，Y=0，Z=0时，单击鼠标左键。再移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=0，Y=0，Z=0时，单击鼠标左键然后即可得到Part_2.然后移动part_2,沿Z负方向移动10mm,就创建了连杆Part_2.再单击工具栏中的，将选项设置成New Part,并在下端的输入框中将Length、Height和Depth勾选中，并分别设置为200、20、20，然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=-200，Y=0，Z=0时，单击鼠标左键。再移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=0，Y=-200，Z=0时，单击鼠标左键然后即可得到Part_3.然后移动part_3,沿Z负方向移动10mm,就创建
10、了连杆Part_3.（4）绘制圆柱体。单击主工具栏中的，并在工具栏下端的输入框中，将Cylinder设置为New Part,勾选Length和Radius并分别设置为60和25，然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=0，Y= -200，Z=0时，按下鼠标左键，然后沿Y轴向上拉动，然后沿Y轴向上拉动，再单击鼠标右键，即创建了圆柱体Part_4,单击工具栏中的按钮，然后选中Part_4，单击工具栏中的按钮,将distance设置为30mm，向左移动30mm。（5）进行布尔加运算。单击工具栏中的按钮，然后将Part_1、Part_2、 Part_3、 Part_4与changfangti4构
11、件融为一个构件，将其rename为ganggan。（6）绘制支座。单击工具栏中的按钮，分别点击三点坐标（0，0，0）、（0，60，0）、（60，0，0），最后右击完成支座的绘制，将其rename为zhizuo。4.创建弹簧（1）单击工具栏中的按钮，然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=0，Y= -100，Z=0时，按下鼠标左键，当鼠标的坐标值显示为X=180，Y= -100，Z=0时，按下鼠标左键，就得到Part_5，将其rename为tanghua。（2）绘制长方体。单击工具栏中的绘制长方体按钮，并在工具栏下端的输入框中，将Geometry box设置为New Part，勾选中Len
12、gth、width和depth并分别设置为20，40，40；然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=170，Y= -120，Z=0时，按下鼠标左键，然后向上拉动，单击鼠标左键即完成box6的创建，将其rename为长qiangbi。单击工具栏中的按钮，然后选中qiangbi，单击工具栏中的按钮,将distance设置为20mm，向左移动20mm。5、创建凸轮单击主工具栏中的，并在工具栏下端的输入框中，将Cylinder设置为New Part,勾选Length和Radius并分别设置为20和100，然后在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=0，Y= -200，Z=0时，按下鼠标左键，单
13、击工具栏中的按钮，然后选中Part_5，单击工具栏中的按钮,将distance设置为10mm，向左移动10mm。单击主工具栏中的，在图形区移动鼠标，当鼠标的坐标值显示为X=0，Y= -200，Z=0时，按下鼠标左键，就创建一个Marker点。总体如图二、添加约束、接触和驱动1、添加约束（1）创建固定副。单击，选中daogui和ground。即使导轨与大地固定。再单击，选中qiangbi和ground，使墙壁与地面固定。再单击，选中zhizuo和ground，使支座与大地固定。（2）创建旋转副。单击工具栏中的按钮，选中zhizuo和ganggan，并在坐标原点处单击左键，即创建了支座和杠杠的转动
14、关系。再单击，选中tulun和ground, 并在坐标(50,-200,0)处单击左键,即创建了凸轮和地面的转动关系。（3）创建滑移副。单击 ，选中songliaoqi和daogui,即可创建送料器与导轨的滑移关系。再单击，选中chanpin和daogui,即可创建产品与导轨的滑移关系。2、施加载荷添加送料器与产品之间的接触约束。单击接触按钮，在弹出的对话框中，选择Contact Type设置为Solid To Solid，在I Solid输入框中单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择【Contact_Solid】【pick】，然后在图形区拾取送料器songliaoqi，这时在输入框中就输入了构件s
15、ongliaoqi的实体几何元素（CONTACT_1）。用同样的方法在J Solid输入框中输入导轨的实体名称（BOX_57），设置见下图。添加高副，单击接触按钮，在弹出的对话框中，选择2D CURVE-Constraint first设置为Edge,second也设置为Edge.然后选择凸轮上一条实体边（Edge），再选择杠杆上一条实体边（Edge）。如下图2、 添加驱动。在送料器上添加滑移驱动，由于要保证产品在打印头处停下来打印，故函数为STEP( time ,0,0 , 25, 130 )+ STEP( time ,26,0 , 27, -130 )+ STEP( time ,28,0 , 53, 130 )+ STEP( time ,54,0 , 55, -130 )，其中前面两个step函数即可实现对上述过程的控制，后面两个函数为这一过程的重复。三、 运行仿真。1、 单击仿真按钮，将仿真时间设置为27s，仿真步数设置为300，单击按钮开始仿真计算。仿真效果如下图。四、运动仿真计算1、送料器沿X方向的运动速度、加速度和位移分析。速度通过送料机X方向上的速度图像，可得知送料机在前25秒运行平缓，26秒到27秒左右快速反向运动。加速度通过送料机X方向上的加速度图像，可得知送料机在前25秒加速度为0，26秒到27秒左右加速度为负。位移通过送料机X
