基于3-PRC并联机构的锂电池包装机应用

摘要

目的针对现有锂电池包装机在包装过程中效率和精度低,极易造成锂电池堵塞、容易卡且包装密封性差等问题,提出基于3-PRC并联机构的包装机,并引入3D打印技术。方法首先建立3-PRC并联机构的3D数学模型,求解运动学方程;其次利用Matlab仿真法和机构的行程约束条件,由控制变量法求得该机构的位置工作空间投影视图;然后利用串级PID控制法,建立包装机的动力学及控制模型,对控制算法进行仿真验证;最后建立包装机仿真模型,并在此基础上进行实物验证。结果 3-PRC并联机构的位置工作空间具有对称的规则形状,且横截面分布均匀。在包装机定点包装过程中,各方向欧拉角变化均控制在±3°以内,各向移动过程实际偏差在±1 mm内,并能自主完成圆周运动。结论 3-PRC并联机构可以满足锂电池包装机的位置工作空间要求,仿真和实物验证结果证明了包装机运动控制的合理性与有效性,有效解决了包装过程中运动精度差的问题,可以实现锂电池包装机的快速精准运行,为该机构在锂电池包装机的进一步优化设计和深度应用3D打印技术奠定了理论基础。