基于SimMechanics的注塑机合模机构的优化设计与仿真

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1、机械设计与制造第4期82MachineryDesign&Manufacture2009年4月文章编号：1001—3997(2009)04—0082—02基于SimMechanics的注塑机合模机构的优化设计与仿真高东强郭志刚(陕西科技大学机电工程学院，西安710021)SimMechanicsbasedontheinjectionmoldingmachineandtheoptimizationofdesignsimulationGAODong—qiang，GUOZhi-gang(InstituteofMecha

2、nical&Electrical，ShaanxiUniversityofScience&Technology，Xi’an710021，China)，。◆+。◆。◆。◆‘◆。◆-．-+‘◆。◆_．-+◆。◆’●。◆。◆。◆_．-◆。◆。◆_．-◆◆。◆。◆_．-◆◆。◆。◆-．-◆’◆。◆。◆。◆。◆’◆‘、f【摘要】以注塑机合模机构为对象，根据注塑成型的运动要求，建立数学模型，确定目标函数，然后iI利用Matlab语言编程，得出最优解，在此基础上运用Matlab工具箱的SimMechanics模块进行了参数设!

3、j计，动画仿真，使成型机构的设计更生动直观，设计结果更易观察。j!关键词：合模机构；优化设计；仿真；SimMechanics!：【Abstract]Accordingtoinjectionmolding’smovement，establishesthemathematicalmodel，and妒：!initestheobjectivefunction，thenUSeStheMatlablanguageprogrammingtoobtaintheoptimalsolution．Ini!theend，usingMa

4、tlabtoolbox’sSimMechanicstodesignparameter，andsimulatetheanimation，SOthat!；themoldsettingcouldbemorevivid，anditisadvantagetoobserve^edesignresults．；t、Keywords：Moldsetting；Optimizationdesjgn；sjmulatjon；simMechallics，．中图分类号TH112．1，TP391．9文献标识码：A度的表示，如图1所示。1引言M

5、ATLAB作为一个优秀的数学软件，目前被广泛应用于各个领域，例如科学计算、工程设计、自动控制、企业管理、统计分析和金融分析等。SimMechanics立足于Simulink之上，是进行控制器和对象系统跨领域科的研究分析环境。SimMechanics为多体动力机械系统及其控制系统提供了直观有效的建模分析手段，一切工作均在Simulink环境中完成。它提供了大量对应实际系统的元件，如：刚体、铰链、约束、坐标系统、作动器和传感器等。使用这些模块可以方便的建立复杂机械系统的图示化模型，进行机械系统的单独分析或与任何Si

6、mulink设计的控制器及其它动态系统相连进行综合仿真。图1五孔直排式肘杆机构原理图利用MATLAB软件的工具箱，根据注塑成型的运动要求，对2．2合模机构优化设计注塑机合模机构进行优化设计，从而得出最优解，使得合模机构2-2．1设计变量与目标函数的各个优化目标得到最好的解决，然后利用MATLAB的SimMe—根据注塑机合模机构原理图，定义设计变量：chanics工具箱对优化结果进行仿真。图中：，J．一前连杆长度，单位mm；2合模机构的优化设计三一大连杆长度，单位mm；2．1合模机构原理，J，一后连杆长度，单位m

7、m；五孔直排式双曲肘合模机构是注射成型机中应用最早、最为一推力杆长度，单位mm；广泛的肘杆式合模机构之一，按合模过程连杆的运动形式有内翻一铰点到模板中心线的距离，单位mm；式、外翻式。内翻式和外翻式又有水平内翻、上下内翻、水平外翻^～铰点E到模板中心线的距离，单位mm；和上下外翻结构，但其运动和受力分析是一致的。以内翻式，锁紧d．一初始位置时即OL的最大值，单位。；后连杆，J和：撑成一直线，推力杆与水平线夹角~0<90。的结y一连杆，J．和，

8、，连杆的夹角，单位。；构形式为研究对象，进行运动和力学特性分析。其相

9、关杆件和角设计变量=[L】；L，；，J3；，J4；0；；I；]★来稿日期：2008—07—09第4期高东强等：基于SimMechanics的注塑机合模机构的优化设计与仿真832．2．2目标函数(1)以最大的力放大倍数为目标函数，即max{M}。最大的力放大倍数有利于提高合模力，降低能耗，提高产品质量。此目标函数实际上是以满足预定合模力条件下使得所需的油缸推力最小。以合模机构到达合模初始