本發(fā)明屬于機(jī)械工程技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法。

背景技術(shù)：

由于精沖零件具有尺寸公差小，形狀精度高，沖裁面光潔，表面平整，垂直度和互換性好等優(yōu)點(diǎn)。市場對于精沖零件需求不斷增大，人們迫切需要一種高效、高精度的精沖設(shè)備來進(jìn)行大批量生產(chǎn)精沖零件。傳統(tǒng)的單伺服輸入驅(qū)動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)或肘桿機(jī)構(gòu)為了滿足滑塊行程要求，其曲柄半徑不低于某下限值，而過大曲柄半徑限制著機(jī)構(gòu)的增益。即在滿足一定的滑塊行程時(shí)，還需要電機(jī)輸出較大的扭矩；而混合輸入驅(qū)動(dòng)的工作機(jī)構(gòu)存在常規(guī)電機(jī)運(yùn)動(dòng)不可控而影響滑塊運(yùn)動(dòng)特性的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，以滿足高速精沖過程滑塊行程、公稱行程內(nèi)的速度和公稱力的多重要求的前提下，提高精沖壓力機(jī)的工作效率。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括第一曲柄、第一連桿、第二連桿、第二曲柄、第三連桿、滑塊和機(jī)架，其特征在于，所述第一曲柄的一端與機(jī)架相鉸接，另一端與第一連桿的一端相鉸接，第一連桿的另一端均與第二連桿及第三連桿的一端相鉸接，第二連桿的另一端與第二曲柄的一端相鉸接，第二曲柄的另一端與機(jī)架相鉸接，第三連桿的另一端與滑塊相鉸接，滑塊沿導(dǎo)軌豎直滑動(dòng)，第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一曲柄繞鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二曲柄繞鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。

按上述方案，所述第一曲柄的一端與機(jī)架的鉸接點(diǎn)與第二曲柄的另一端與機(jī)架的鉸接點(diǎn)的水平距離為第三連桿與第二曲柄的長度之差，豎直距離為第二連桿與第一曲柄的長度之和，第一曲柄的一端與機(jī)架的鉸接點(diǎn)與第三連桿的另一端與滑塊的鉸接點(diǎn)位于同一直線上。

按上述方案，所述第一曲柄的長度小于第二曲柄的長度。

一種伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，其特征在于，包括如下步驟：

a)確定兩伺服電機(jī)關(guān)鍵相位角，根據(jù)伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)的工藝過程，在一個(gè)工作周期內(nèi)，滑塊分為三個(gè)控制階段，包括由運(yùn)行起點(diǎn)快速到達(dá)沖裁起始點(diǎn)的快速閉合階段、由沖裁起始點(diǎn)慢速到達(dá)沖裁終止點(diǎn)的慢速?zèng)_裁階段、由沖裁終止點(diǎn)快速到達(dá)運(yùn)行起始點(diǎn)的快速回程階段，確定滑塊的運(yùn)行起始點(diǎn)、沖裁起始點(diǎn)、沖裁終止點(diǎn)及對應(yīng)兩伺服電機(jī)的運(yùn)行起始相位角、沖裁起始相位角、沖裁終止相位角；

b)兩伺服電機(jī)柔性加減速規(guī)劃，起始和終止位置的加速度和加加速度為零，從加加速度構(gòu)造函數(shù)j(t)：

其中，x為系數(shù)，t為一個(gè)加速周期，t0為加(減)速初始時(shí)間，

根據(jù)j(t)可推導(dǎo)出加速度函數(shù)為a(t)為：其中，c1為常數(shù)系數(shù)，根據(jù)a(t)可推導(dǎo)出速度函數(shù)v(t)為：

其中，c2為常數(shù)系數(shù)，根據(jù)v(t)可推導(dǎo)出位移函數(shù)s(t)為：

設(shè)v0為加(減)速初始速度，v1為加(減)速后的速度，根據(jù)邊界條件，當(dāng)t＝0時(shí)，a(0)＝0，v(0)＝v0，s(0)＝s0，當(dāng)t＝t0+t時(shí)，a(t1)＝0，v(t1)＝v1-v0，因此解得

設(shè)伺服電機(jī)的最大加速度為amax，則a(t)≤amax，即，

為充分發(fā)揮系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)能力，縮短加速周期，提高生產(chǎn)效率，取等號(hào)，則有：

因此，可解得加速過程的加加速度j(t)，加速度a(t)，速度v(t)，位移函數(shù)s(t)如下所示：

c)兩伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，

閉合階段：第一伺服電機(jī)在運(yùn)行起始相位角以角速度w11勻速運(yùn)行至靠近沖裁起始相位角后減速到w12，到達(dá)沖裁起始相位角；第二伺服電機(jī)在運(yùn)行起始相位角以角速度w21勻速運(yùn)行至靠近沖裁起始相位角后減速到0，到達(dá)沖裁起始相位角；

閉合階段第一伺服電機(jī)的勻速時(shí)間為t11，減速時(shí)間為t12；第二伺服電機(jī)的勻速時(shí)間為t21，減速時(shí)間為t22；根據(jù)上述伺服電機(jī)加減速方法、兩伺服電機(jī)的三個(gè)關(guān)鍵相位角、以及電機(jī)特性可確定：

其中，a1max為第一伺服電機(jī)的最大加速度，a2max為第二伺服電機(jī)的最大加速度，

因此第一伺服電機(jī)的閉合時(shí)間t1為：

第二伺服電機(jī)的閉合時(shí)間t2為：

設(shè)第一伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速為w1max，第二伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速為w2max，根據(jù)一般伺服的電機(jī)特性和數(shù)學(xué)關(guān)系，當(dāng)w11和w21分別取兩伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速時(shí)，各自的閉合階段時(shí)間達(dá)到最小值，即：

兩伺服電機(jī)在閉合階段的時(shí)間相等即：t1＝t2；為了最大限度地縮短空程時(shí)間且兩伺服電機(jī)能夠同時(shí)滿足運(yùn)動(dòng)要求則閉合階段的時(shí)間可確定如下：

w12可根據(jù)沖裁速度v，伺服電機(jī)1的沖裁起始相位角和沖裁終止相位角、機(jī)構(gòu)特性確定如下：當(dāng)α≥0.5π時(shí)：

當(dāng)0＜α＜0.5π時(shí)：

其中r為上述第一曲柄的長度，l為第一連桿與第二連桿長度之和；

所述w11根據(jù)第一伺服電機(jī)的運(yùn)行起始相位角和沖裁起始相位角、閉合階段時(shí)間、w12、第一伺服電機(jī)電機(jī)特性確定如下：

沖裁階段：第一伺服電機(jī)在沖裁起始相位角以角速度w12勻速運(yùn)行到?jīng)_裁終止相位角；第二伺服電機(jī)保持速度為0，

沖裁時(shí)間t3根據(jù)第一伺服電機(jī)的沖裁起始相位角和沖裁終止相位角、w12確定如下：

w21根據(jù)第二伺服電機(jī)的運(yùn)行起始相位角和沖裁起始相位角、閉合階段時(shí)間、第二伺服電機(jī)電機(jī)特性確定如下：

回程階段：兩伺服電機(jī)快速回程階段的運(yùn)動(dòng)軌跡與快速閉合階段的運(yùn)動(dòng)軌跡分別關(guān)于兩伺服電機(jī)的運(yùn)行起始相位對稱，第一伺服電機(jī)在沖裁終止相位角由角速度w12加速到角速度w11后以角速度w11勻速運(yùn)行到運(yùn)行起始相位角，第二伺服電機(jī)2在沖裁終止相位角由角速度0加速到角速度w21后以角速度w21勻速運(yùn)行到運(yùn)行起始相位角，

回程階段第一伺服電機(jī)的勻速時(shí)間為t11，加速時(shí)間為t12；第二伺服電機(jī)的勻速時(shí)間為t21，加速時(shí)間為t22，

根據(jù)上述方案，第一伺服電機(jī)在一個(gè)工作周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃w1(t)為：

根據(jù)上述方案，第二伺服電機(jī)在一個(gè)工作周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃w2(t)為：

按上述方案，所述步驟a)中包括如下內(nèi)容：選取滑塊能夠達(dá)到的最高點(diǎn)作為沖裁終止點(diǎn)，此時(shí)第一曲柄、第一連桿、第三連桿共線，第二曲柄與第二連桿反共線，從而可確定滑塊在沖裁終止點(diǎn)時(shí)兩伺服電機(jī)的沖裁終止相位角，確定滑塊的沖裁終止點(diǎn)后，滑塊的沖裁起始點(diǎn)由沖裁板厚決定，即沖裁板厚等于滑塊沖裁起始點(diǎn)與沖裁終止點(diǎn)的距離，沖裁過程中，第二伺服電機(jī)始終處于沖裁終止相位角，即確定第二伺服電機(jī)的沖裁起始相位角等于沖裁終止相位角，即可確定第一伺服電機(jī)的起始相位角，設(shè)α為第一伺服電機(jī)的沖裁起始相位和終止相位的夾角，設(shè)第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)在閉合和回程階段的轉(zhuǎn)角相等，確定第一伺

服電機(jī)的運(yùn)行起始相位與沖裁起始相位的夾角為π-0.5α，第二伺服電機(jī)的運(yùn)行起始相位與沖裁起始相位的夾角為π。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供一種伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，兩伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)輸入通過一個(gè)二自由度七桿機(jī)構(gòu)合成滑塊的輸出運(yùn)動(dòng)，并對兩伺服電機(jī)在快速閉合階段、慢速?zèng)_裁階段、快速回程階段進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，從而實(shí)現(xiàn)滿足高速精沖過程中滑塊行程、公稱行程內(nèi)的速度和公稱力多重要求的前提下，提高精沖機(jī)的工作效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖。

圖2為本發(fā)明的滑塊運(yùn)動(dòng)過程示意圖。

圖3為本發(fā)明的伺服電機(jī)1關(guān)鍵相位角的示意圖。

圖4為本發(fā)明的伺服電機(jī)2關(guān)鍵相位角的示意圖。

圖5為本發(fā)明的電機(jī)加減速方法的電機(jī)轉(zhuǎn)角的示意圖。

圖6為本發(fā)明的電機(jī)加減速方法的電機(jī)速度的示意圖。

圖7為本發(fā)明的電機(jī)加減速方法的電機(jī)加速度的示意圖。

圖8為本發(fā)明的電機(jī)加減速方法的電機(jī)加加速度的示意圖。

圖9為本發(fā)明的實(shí)例中沖裁8mm板厚兩伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃示意圖。

其中：1.第一曲柄，2.第一連桿，3.第二連桿，4.第二曲柄，5.第三連桿，6.滑塊，7.機(jī)架，8.導(dǎo)軌。

具體實(shí)施方式

為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

一種伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體設(shè)計(jì)如圖1所示，包括第一曲柄1、第一連桿2、第二連桿3、第二曲柄4、第三連桿5、滑塊6和機(jī)架7，其第一曲柄的一端與機(jī)架相鉸接，另一端與第一連桿的一端相鉸接，第一連桿的另一端均與第二連桿及第三連桿的一端相鉸接，第二連桿的另一端與第二曲柄的一端相鉸接，第二曲柄的另一端與機(jī)架相鉸接，第三連桿的另一端與滑塊相鉸接，滑塊沿導(dǎo)軌8豎直滑動(dòng)，第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一曲柄繞鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二曲柄繞鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。根據(jù)精沖工藝過程的要求，滑塊行程速度的變化滿足快速閉合、慢速?zèng)_裁、快速回程的要求。在快速閉合和快速回程階段，滑塊的行程較大，需要系統(tǒng)提供的力較小。在慢速?zèng)_裁階段，滑塊的行程較小，需要系統(tǒng)提供的力較大。因此選取兩個(gè)伺服電機(jī)協(xié)調(diào)控制兩個(gè)曲柄，并再通過三根連桿將兩個(gè)曲柄與滑塊連在一起。

為了方便設(shè)計(jì)計(jì)算，容易找到滑塊的最高點(diǎn)，第一曲柄的一端與機(jī)架的鉸接點(diǎn)與第二曲柄的另一端與機(jī)架的鉸接點(diǎn)的水平距離為第三連桿與第二曲柄的長度之差，豎直距離為第二連桿與第一曲柄的長度之和，第一曲柄的一端與機(jī)架的鉸接點(diǎn)與第三連桿的另一端與滑塊的鉸接點(diǎn)位于同一直線上。這樣，當(dāng)?shù)谝磺?、第一連桿和第三連桿共線，第二曲柄和第二連桿反共線時(shí)，滑塊處于最高點(diǎn)位置。其中鉸接點(diǎn)之間的距離主要根據(jù)裝配需要進(jìn)行設(shè)計(jì)確定。第一曲柄、第二曲柄分別與兩個(gè)伺服電機(jī)連接，做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在沖裁階段，主要由第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一曲柄的旋轉(zhuǎn)提供滑塊行程和沖裁力，因此第一曲柄的長度可根據(jù)最大沖裁板厚設(shè)計(jì)確定；在閉合和回程階段主要有第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二曲柄旋轉(zhuǎn)提供滑塊行程和力，因此第二曲柄的長度根據(jù)裝配空間和所需空程行程設(shè)計(jì)確定。機(jī)械精沖機(jī)采用這種雙伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，第一曲柄的長度小于第二曲柄的長度，第一曲柄的長度較小，以減小驅(qū)動(dòng)第一曲柄的伺服電機(jī)受到的扭矩，第二曲柄的長度較大，使滑塊行程滿足設(shè)計(jì)要求。

當(dāng)確定主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)后，需根據(jù)精沖工藝要求，規(guī)劃兩伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)以滿足高速精沖過程滑塊行程、公稱行程內(nèi)的速度和公稱力的多重要求，從而在伺服電機(jī)最大輸出扭矩的前提下，提高精沖壓力機(jī)的工作效率。因此本文還提供一種上述伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，步驟如下：

1)確定兩伺服電機(jī)關(guān)鍵相位角；

根據(jù)伺服機(jī)械精沖機(jī)的工藝過程，在一個(gè)工作周期內(nèi)，滑塊一般分為三個(gè)控制階段，如圖2所示，滑塊由運(yùn)行起點(diǎn)快速到達(dá)沖裁起始點(diǎn)的快速閉合階段；滑塊由沖裁起始點(diǎn)慢速到達(dá)沖裁終止點(diǎn)的慢速?zèng)_裁階段；滑塊由沖裁終止點(diǎn)快速到達(dá)運(yùn)行起始點(diǎn)的快速回程階段。因此需先確定滑塊的運(yùn)行起始點(diǎn)、沖裁起始點(diǎn)、沖裁終止點(diǎn)及對應(yīng)兩伺服電機(jī)的運(yùn)行起始相位角、沖裁起始相位角、沖裁終止相位角。

為了保證系統(tǒng)有較高的上死點(diǎn)精度以及防止過沖保護(hù)模具，選取滑塊能夠達(dá)到的最高點(diǎn)作為沖裁終止點(diǎn)，此時(shí)第一曲柄、第一連桿、第三連桿共線，第二曲柄與第二連桿反共線，從而可確定滑塊在沖裁終止點(diǎn)時(shí)兩伺服電機(jī)的沖裁終止相位角。

確定滑塊的沖裁終止點(diǎn)后，滑塊的沖裁起始點(diǎn)由沖裁板厚決定，即沖裁板厚等于滑塊沖裁起始點(diǎn)與沖裁終止點(diǎn)的距離。由受力分析可知，第二伺服電機(jī)處于沖裁終止相位角時(shí)，不會(huì)因滑塊受到?jīng)_裁力而承受較大的扭矩，因此在沖裁過程中，讓第二伺服電機(jī)始終處于沖裁終止相位角，即確定第二伺服電機(jī)的沖裁起始相位角等于沖裁終止相位角。確定滑塊的沖裁起始點(diǎn)和第二伺服電機(jī)的沖裁起始相位角后即可確定第一伺服電機(jī)的起始相位角，設(shè)α為第一伺服電機(jī)的沖裁起始相位和終止相位的夾角。

為了便于伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，同時(shí)使滑塊擁有較大的行程，且使系統(tǒng)能夠更平穩(wěn)高效地運(yùn)行，設(shè)置第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)在閉合和回程階段的轉(zhuǎn)角相等。即第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)在快速閉合階段的運(yùn)行起始相位到?jīng)_裁起始相位的夾角與回程階段的沖裁終止相位到運(yùn)行起始相位的夾角分別相等，因此確定第一伺服電機(jī)的運(yùn)行起始相位與沖裁起始相位的夾角為π-0.5α，第二伺服電機(jī)的運(yùn)行起始相位與沖裁起始相位的夾角為π。第一伺服電機(jī)的關(guān)鍵相位角如圖3所示，第二伺服電機(jī)的關(guān)鍵相位角如圖4所示。

2)兩伺服電機(jī)柔性加減速方法；

上述伺服機(jī)械精沖機(jī)的工藝過程包含快速閉合、慢速?zèng)_裁、快速回程三個(gè)工作階段，因此電機(jī)需進(jìn)行劇烈的加減速變化，所述一種電機(jī)柔性加減速方法其特征在于：速度變化平穩(wěn)，加速度變化連續(xù)，起始和終止位置的加速度和加加速度為零。

從加加速度構(gòu)造函數(shù)j(t)：

其中，x為系數(shù)，t為一個(gè)加速周期，t0為加(減)速初始時(shí)間。根據(jù)構(gòu)造的加加速度函數(shù)可推導(dǎo)出加速度函數(shù)為a(t)為：

其中，c1為常數(shù)系數(shù)，根據(jù)加速度函數(shù)可推導(dǎo)出速度函數(shù)v(t)為：

其中c2為常數(shù)系數(shù)，根據(jù)速度函數(shù)可推導(dǎo)出位移函數(shù)s(t)為：

設(shè)v0為加速初始速度，v1為加(減)速后的速度，根據(jù)邊界條件，當(dāng)t＝0時(shí)，a(0)＝0，v(0)＝v0，s(0)＝s0，當(dāng)t＝t0+t時(shí)，a(t1)＝0，v(t1)＝v1-v0。因此解得

設(shè)伺服電機(jī)的最大加速度為amax，則a(t)≤amax，即

為充分發(fā)揮系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)能力，縮短加速周期，提高生產(chǎn)效率，可取等號(hào)，則有：

因此，可解得加速過程的加加速度j(t)，加速度a(t)，速度v(t)，位移函數(shù)s(t)如下所示：

以電機(jī)在一個(gè)加速周期t內(nèi)由w0加速到w1及由w1減速w0到為例：電機(jī)轉(zhuǎn)角與時(shí)間的關(guān)系如圖5所示，表明電機(jī)在加速和減速時(shí)所轉(zhuǎn)過的角度是一樣的。電機(jī)角速度與時(shí)間的關(guān)系如圖6所示，加速時(shí)電機(jī)速度由w0成s型曲線增大到w1，減速時(shí)電機(jī)速度由w1成反s型曲線減小到w0。電機(jī)加速度與時(shí)間的關(guān)系如圖7所示，加速時(shí)電機(jī)的的加速度由0先增大到最大值后減小到0，減速時(shí)電機(jī)的加速度由0先減小到最小值后增大到0。電機(jī)的加加速度與時(shí)間的關(guān)系如圖8所示，電機(jī)加加速度由0先增大到最大值后減小到最小值再增大到0，減速時(shí)電機(jī)加加速度由0先減小到最小值后增大到最大值再減小到0。

3)兩伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法；

閉合階段：第一伺服電機(jī)在運(yùn)行起始相位角以角速度w11勻速運(yùn)行至靠近沖裁起始相位角后減速到w12，到達(dá)沖裁起始相位角；第二伺服電機(jī)在運(yùn)行起始相位角以角速度w21勻速運(yùn)行至靠近沖裁起始相位角后減速到0，到達(dá)沖裁起始相位角。

閉合階段第一伺服電機(jī)的勻速時(shí)間為t11，減速時(shí)間為t12；第二伺服電機(jī)的勻速時(shí)間為t21，減速時(shí)間為t22；根據(jù)上述電機(jī)加減速方法、兩伺服電機(jī)的三個(gè)關(guān)鍵相位角、以及電機(jī)特性可確定：

其中，a1max為伺服電機(jī)1的最大加速度，a2max為伺服電機(jī)2的最大加速度。

因此伺服電機(jī)1的閉合時(shí)間t1為：

第二伺服電機(jī)的閉合時(shí)間t2為：

設(shè)第一伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速為w1max，第二伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速為w2max，根據(jù)一般伺服的電機(jī)特性和數(shù)學(xué)關(guān)系，當(dāng)w11和w21分別取兩伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速時(shí)，各自的閉合階段時(shí)間達(dá)到最小值，即：

所述兩伺服電機(jī)在閉合階段的時(shí)間相等即：t1＝t2；為了最大限度地縮短空程時(shí)間且兩伺服電機(jī)能夠同時(shí)滿足運(yùn)動(dòng)要求則閉合階段的時(shí)間可確定如下：

w12可根據(jù)沖裁速度v，第一伺服電機(jī)的沖裁起始相位角和沖裁終止相位角、機(jī)構(gòu)特性確定如下：當(dāng)α≥0.5π時(shí)：

當(dāng)0＜α＜0.5π時(shí)：

其中r為上述第一曲柄的長度，l為第一連桿與第二連桿長度之和；

w11根據(jù)第一伺服電機(jī)的運(yùn)行起始相位角和沖裁起始相位角、閉合階段時(shí)間、w12、第一伺服電機(jī)電機(jī)特性確定如下：

沖裁階段：第一伺服電機(jī)在沖裁起始相位角以角速度w12勻速運(yùn)行到?jīng)_裁終止相位角；第二伺服電機(jī)保持速度為0；

沖裁時(shí)間t3根據(jù)伺服電機(jī)1的沖裁起始相位角和沖裁終止相位角、w12確定如下：

w21根據(jù)第二伺服電機(jī)的運(yùn)行起始相位角和沖裁起始相位角、閉合階段時(shí)間、第二伺服電機(jī)特性確定如下：

回程階段：兩伺服電機(jī)快速回程階段的運(yùn)動(dòng)軌跡與快速閉合階段的運(yùn)動(dòng)軌跡分別關(guān)于兩伺服電機(jī)的運(yùn)行起始相位對稱。第一伺服電機(jī)在沖裁終止相位角由角速度w12加速到角速度w11后以角速度w11勻速運(yùn)行到運(yùn)行起始相位角，第二伺服電機(jī)在沖裁終止相位角由角速度0加速到角速度w21后以角速度w21勻速運(yùn)行到運(yùn)行起始相位角；

回程階段第一伺服電機(jī)的勻速時(shí)間為t1，加速時(shí)間為t2；第二伺服電機(jī)的勻速時(shí)間為t3；

第一伺服電機(jī)在一個(gè)工作周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃w1(t)為：

根據(jù)上述方案，第二伺服電機(jī)在一個(gè)工作周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃w2(t)為：

如圖9所示，以最大沖裁板厚為8mm，滑塊行程為67mm的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上選取第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一曲柄的最大加速度為(500π/3)rad/s²,最大速度為(20π/3)rad/s；第二伺服電機(jī)的最大加速度為(1000π/3)rad/s²,最大速度為10πrad/s以沖裁板厚為8mm，沖裁速度小于50mm/s的具體實(shí)例對兩伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行規(guī)劃：

(1)伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；

根據(jù)高速伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)第一曲柄的長度為5mm，第一連桿的長度為360mm，第二連桿的長度為360mm，第二曲柄的長度為73mm，第三連桿的長度為360mm；

(2)高速伺服機(jī)械精沖壓力機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃；

1)確定兩伺服電機(jī)關(guān)鍵相位角

根據(jù)確定伺服電機(jī)關(guān)鍵相位角的方法設(shè)計(jì)第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)起始相位角、沖裁起始相位角、沖裁終止相位角，其中第一伺服電機(jī)的沖裁起始相位和終止相位的夾角α為2.2115rad，第一伺服電機(jī)的運(yùn)行起始相位與沖裁起始相位的夾角為2.0358rad；

2)兩伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃

閉合階段：第一伺服電機(jī)在運(yùn)行起始相位角以角速度w11勻速運(yùn)行至靠近沖裁起始相位角后減速到w12，到達(dá)沖裁起始相位角；第二伺服電機(jī)在運(yùn)行起始相位角以角速度w21勻速運(yùn)行至靠近沖裁起始相位角后減速到0，到達(dá)沖裁起始相位角；

閉合階段第一伺服電機(jī)的勻速時(shí)間為t11，減速時(shí)間為t12；第二伺服電機(jī)的勻速時(shí)間為t21，減速時(shí)間為t22；

w11、w12、t11、t12、w21、t21、t22可根據(jù)精沖機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法確定如下：

t1＝t2＝0.13s

w21＝w2max＝10πrad/s。