本发明涉及锻压装备设计，尤其涉及一种大吨位伺服压力机主传动装置及其优化方法。
背景技术：
1、随着我国汽车、高铁、航空航天等领域的高速发展，对高性能锻压件需求不断加大，同时也对锻压设备提出了更高的要求。传统锻压设备已经难以满足对如超高强钢、高强铝合金、钛合金等高轻质材料的加工要求，而伺服压力机以其高精度、高柔性、高效率、低噪节能等特点已成为锻压设备首选。
2、伺服压力机正向着吨位大型化、成形曲线柔性化、增力效果显著化、驱动方式多样化等方向发展，其发展受限于伺服电机的研发、伺服控制技术以及主传动机构的运动特性，其中起关键性作用的是压力机主动传动机构的运动特性。主传动机构作为伺服压力机的关键组成部分，其运动特性会直接影响伺服压力机的成形性能及使用寿命，性能优异的伺服压力机主动传动机构不仅能够满足冲压工艺的需求，还能减小伺服电机的负载以及伺服控制难度。
3、中国专利cn109732967a公共了一种装模高度可调的两电机驱动双肘杆大吨位交流伺服压力机，该发明由两个置于顶部的伺服电机驱动，具有较好的增力效果，但其伺服电机置于顶部相较于水平对置分布而言其垂直高度太大，且可能存在滑块水平偏载问题，选用同步带作为传动机构，难以同时传递较大的电机功率以及较高的带速，在更大吨位的伺服压力机产品上应用时受限；中国专利cn106273605a的中国发明专利提出了一种肘杆伺服压力机传动机构优化方法，该方法在优化后降低了伺服电机的负载，但优化目标相对单一，且设计变量灵敏度如何尚不可知，此外在进行机构优化时，其各个杆件均视为刚体，实际优化效果不佳。
4、目前伺服压力机吨位已达到2500t，进一步增大伺服电机功率会导致成本激增，且容易导致变形载荷分布不均衡。有必要提供一种大吨位伺服压力机主传动装置及进一步的优化设计方法，以解决压力机的吨位以及台面尺寸受限的问题，从而提高压力机的成形能力。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种大吨位伺服压力机主传动装置及其优化方法，用以解决现有压力机吨位和台面尺寸受限的问题。
2、为了解决上述问题，本发明提供一种大吨位伺服压力机主传动装置，包括压力输出滑块以及与所述压力输出滑块连接的至少两组复合增力机构，其中：每组所述复合增力机构均包括驱动滑块、上连杆、三角肘杆以及下连杆，其中，所述上连杆的一端与所述驱动滑块铰接，另一端与所述三角肘杆的第一角端铰接；所述下连杆的一端与所述三角肘杆的第二角端铰接，另一端与所述压力输出滑块铰接；所述三角肘杆的第三角端与固定装置铰接；所述驱动滑块与伺服电机连接，以在伺服电机的带动下滑动。
3、在一种可能的实现方式中，所述三角肘杆由三个相互铰接的连杆组成。
4、在一种可能的实现方式中，所述三角肘杆、上连杆以及下连杆中的至少一个为厚度与承力成正比的中空结构。
5、在一种可能的实现方式中，复合增力机构的数量为两组，两组复合增力机构对称布置于压力输出滑块的上端。
6、在一种可能的实现方式中，所述三角肘杆的第三角端固定于压力输出滑块与驱动滑块组成区域的内部。
7、在一种可能的实现方式中，还包括齿轮机构以及设于齿轮机构上的滚珠丝杠机构，所述驱动滑块与所述滚珠丝杠机构连接，伺服电机带动所述齿轮机构转动，进而齿轮机构上的滚珠丝杠机构带动所述驱动滑块沿水平方向滑动。
8、本发明还提供一种上述的大吨位伺服压力机主传动装置的优化方法，包括：s1:基于伺服压力机传动装置的几何结构建立压力机传动机构参数化模型；s2: 对杆件做柔性化处理，将压力输出滑块以及驱动滑块作为刚性元件，进而对所述压力机传动机构参数化模型进行优化获得压力机传动机构刚柔耦合模型；s3: 以上连杆、三角肘杆以及下连杆的杆长为设计变量，并构建多个优化目标，以设计变量为种群中的个体，对多个优化目标采用分层遗传算法依次进行迭代优化，获得最优杆长组合，将所述最优杆长组合输入所述压力机传动机构刚柔耦合模型进行仿真分析，以实现伺服压力机主传动装置的优化。
9、在一种可能的实现方式中，步骤s3还包括获取各设计变量对每个优化目标影响的灵敏度，将灵敏度小于预设阈值的设计变量视为常数。
10、在一种可能的实现方式中，所述优化目标包括公称力发生点处增力比最大、公称力发生点处速度最小，或公称力发生点处加速度最小中的至少2个；对多个优化目标采用分层遗传算法依次进行迭代优化具体为：以各设计变量的取值为初代种群，依次经过约束条件、增力比最大、速度最小以及加速度最小进行筛选迭代，保留满足条件的种群，不满足条件的种群则利用遗传算法选择、交叉和变异生成新一代种群，重新进行筛选迭代，获得多优化目标的全局最优解，也即最优杆长。
11、在一种可能的实现方式中，步骤s2中所述对杆件做柔性化处理为：将弹性大于预设阈值的杆件做柔性化处理。
12、本发明的有益效果是：
13、本申请设计了多组复合增力机构，多组复合增力机构对应多个伺服电机，进而可以实现驱动力的分散化，避免单伺服电机功率受限的问题，提升了压力机的输出压力，进一步的，该复合增力机构选择三角肘杆替代普通肘杆机构，将多连杆与三角肘杆复合作为压力机传动机构的增力机构，使伺服电机最大扭矩降低约8%，进而有更多的力转化为压力机的压力。
1.一种大吨位伺服压力机主传动装置，其特征在于，包括压力输出滑块（100）以及与所述压力输出滑块（100）连接的至少两组复合增力机构（200），其中：
2.根据权利要求1所述的大吨位伺服压力机主传动装置，其特征在于，所述三角肘杆（230）由三个相互铰接的连杆组成。
3.根据权利要求2所述的大吨位伺服压力机主传动装置，其特征在于，所述三角肘杆（230）、上连杆（220）以及下连杆（240）中的至少一个为厚度与承力成正比的中空结构。
4.根据权利要求1所述的大吨位伺服压力机主传动装置，其特征在于，复合增力机构（200）的数量为两组，两组复合增力机构（200）对称布置于压力输出滑块（100）的上端。
5.根据权利要求1或4所述的大吨位伺服压力机主传动装置，其特征在于，所述三角肘杆（230）的第三角端固定于压力输出滑块（100）与驱动滑块（210）组成区域的内部。
6.根据权利要求1所述的大吨位伺服压力机主传动装置，其特征在于，还包括齿轮机构（400）以及设于齿轮机构上的滚珠丝杠机构（500），所述驱动滑块（210）与所述滚珠丝杠机构（500）连接，伺服电机（300）带动所述齿轮机构（400）转动，进而齿轮机构（400）上的滚珠丝杠机构（500）带动所述驱动滑块（210）沿水平方向滑动。
7.一种大吨位伺服压力机主传动装置的优化方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的大吨位伺服压力机主传动装置的优化方法，其特征在于，步骤s3还包括获取各设计变量对每个优化目标影响的灵敏度，将灵敏度小于预设阈值的设计变量视为常数。
9.根据权利要求7所述的大吨位伺服压力机主传动装置的优化方法，其特征在于，所述优化目标包括公称力发生点处增力比最大、公称力发生点处速度最小，或公称力发生点处加速度最小中的至少2个；对多个优化目标采用分层遗传算法依次进行迭代优化具体为：
10.根据权利要求9所述的大吨位伺服压力机主传动装置的优化方法，其特征在于，步骤s2中所述对杆件做柔性化处理为：将弹性大于预设阈值的杆件做柔性化处理。
