[发明专利]一种绕带过程的运动学模型的建模方法

摘要

本发明公开了一种绕带过程的运动学模型的建模方法。本发明包括如下步骤步骤1.对绕带过程中各变量进行定义；步骤2.对绕带过程中的重合率进行定义；步骤3.依据运动学规律与参数的几何关系，描述绕带过程运动学与参数关系，推导出绕带过程的运动学数学表达式。本发明针对现有的绕带过程缺乏理论公式的指导，无法实现自动化改造的现状，采用运动学定律对绕带工艺过程进行分析，提出了一种通用的绕带过程的运动学模型及使用方法，从而为绕带过程的自动化奠定了理论依据。

主权项

一种绕带过程的运动学模型的建模方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1.对绕带过程中各变量进行定义，其中w(t)为绕带的带宽、s(t)为需要绕带的线束或者管道的周长、v(t)为绕带过程中水平的线性移动速度、ω(t)为绕带过程旋转的角速度、h(t)为绕带过程中绕带一圈的进给量、θ(t)为绕带过程中带体和竖直方向的夹角、g(t)为绕带过程中两胶带的间隔的垂直长度；步骤2.对绕带过程中的重合率进行定义，重合率为绕带过程中两带体间的间隔的垂直长度与绕带的带体宽度之间的比值,重合率用符号ξ(t)表示,则重合率的公式表示如下:ξ(t)=g(t)w(t)---(1);]]>根据绕带工艺的不同能够将绕带工艺分为点缠绕、间隔绕和密绕，具体的当重合率为0时为点缠绕，即胶带在同一个位置连续缠绕，绕带过程水平线性移动的速度；当重合率大于0时为间隔绕，即绕带过程中两胶带间的间隔的垂直长度g(t)为正值，胶带与胶带直接有间隙，未重叠；当重合率小于0时为密绕，即绕带过程中两胶带间的间隔的垂直长度g(t)为负值，胶带与胶带之间存在重叠部分；步骤3.依据运动学规律与参数的几何关系，描述绕带过程运动学与参数关系，推导出绕带过程的运动学数学表达式，具体如下：绕带一圈，胶带的进给量h(t)与绕带的胶带宽度w(t)、绕带过程中两胶带间的间隔的垂直长度g(t)、以及角度θ(t)之间存在几何关系如下:h(t)=w(t)cosθ(t)+g(t)cosθ(t)---(2)]]>绕带一圈,绕带过程的进给量h(t)与需要缠绕胶带的线束或者管道的周长s(t)之间存在几何关系如下：h(t)＝s(t)tanθ(t)  (3)绕带一圈,进给量h(t)是绕带过程水平线性移动的速度v(t)与绕带过程缠绕一圈所需要的时间T的乘积如下：h(t)＝v(t)·T  (4)缠绕一圈,所需要的时间T与绕带过程中旋转的角速度ω(t)存在如下关系：公式(2)‑(5)为绕带过程基于运动学、几何学而得出的基本公式，根据基本公式(2)‑(5)，推导出两个基本的衍生公式，根据公式(1)‑(5)，得衍生公式(6)如下：v(t)ω(t)=h(t)2π---(6);]]>根据公式(1)‑(5)，得衍生公式(7)如下：ξ(t)=s(t)w(t)·sinθ(t)-1---(7).]]>