高线打捆机送线系统机电液联合仿真研究

发布时间：2018-03-22 02:12

  本文选题：送线系统　切入点：接触分析　出处：《福州大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：高线打捆机是一种用于钢材产品捆扎包装的专用机械设备,其结构复杂,集机电液控制为一体。该设备可将散卷的线材打捆,既能防止钢材混号使包装美观,又方便其运输与贮存,极大地提高了企业的生产效率与产品的竞争力。送线系统是打捆机的关键部件之一,其能否正常工作会直接影响到送线是否成功,从而影响到打捆机能否正常工作。本文借助于虚拟样机技术对高线打捆机送线系统进行仿真,并分析其结果的有效性。这对于生产实际具有一定的指导意义。本文的主要工作如下：送线机构的动力学接触仿真分析。借助ANSYS/LS-DYNA软件对送线机构进行动力学接触仿真分析,求得压线辊对捆线的最大压紧力以及相应时刻压线辊和驱动轮的最佳中心距；进一步分析在最佳中心距下,不同线速时压线辊对捆线的压紧力并通过ADAMS软件对压紧力进行验证；然后求得不同线速时的最大送线力与抽线力。送线机构液压缸最大负载的计算。使用ADAMS软件对送线机构进行运动学仿真分析,得出在压线辊和驱动轮达到最佳中心距时下偏心轴与液压缸的空间位置,结合捆线对压线辊的反作用力、下偏心轴和液压缸的空间位置以及相关的理论力学知识,求得液压缸的最大负载。送线系统的联合仿真研究。根据送线系统的功能要求,设计其液压回路；计算液压元件的相关参数并选型；然后在AMESim软件中建立电磁比例换向阀的液压仿真模型和送线系统的液压系统仿真模型；在Simulink软件中建立送线系统控制模型；最后进行送线系统电液联合仿真；从而更真实的模拟送线系统的工作过程,进一步验证液压回路设计的正确性。送线系统的控制系统研究。主要针对硬件和软件两方面进行研究。硬件方面,打捆机整机控制系统采用PROFIBUS-DP作为现场总线的通讯网络,选用西门子S7-300系列中的CPU315-2DP和ET200M作为打捆机控制系统的主、从站,并对控制系统的硬件进行组态。软件方面,设计送线系统的控制流程图,使用西门子STEP7软件编写送线系统的PLC控制程序,并通过PLCSIM进行仿真验证。
[Abstract]:The high wire binding machine is a kind of special mechanical equipment used for the binding and packing of steel products. Its structure is complex and it integrates electromechanical and hydraulic control. It also facilitates its transportation and storage, greatly improves the production efficiency of enterprises and the competitiveness of the products. The wire feeding system is one of the key parts of the binding machine, and its normal operation will directly affect the success of the feeder. This paper simulates the wire feeding system of high wire binding machine with the help of virtual prototyping technology. The main work of this paper is as follows: the dynamic contact simulation analysis of the wire feeding mechanism. With the help of ANSYS/LS-DYNA software, the dynamic contact simulation analysis of the wire feeder mechanism is carried out. The maximum compaction force on the bundles and the optimum center distance between the roller and the drive wheel at the corresponding time are obtained, and the compaction forces of the rollers to the bundles at different wire speeds are further analyzed and verified by ADAMS software. Then the maximum feeding force and pulling force at different wire speeds are obtained. The maximum load of the hydraulic cylinder of the feeder mechanism is calculated. The kinematics simulation analysis of the wire feeding mechanism is carried out by using ADAMS software. The space position of eccentric shaft and hydraulic cylinder is obtained when the pressure roller and drive wheel reach the optimum center distance, combined with the reaction force of the binding line to the roller, the space position of the lower eccentric shaft and the hydraulic cylinder and the relevant theoretical mechanical knowledge. To obtain the maximum load of the hydraulic cylinder. The joint simulation study of the feeder system. According to the functional requirements of the feeder system, design the hydraulic circuit, calculate the relevant parameters of the hydraulic components and select the type; Then the hydraulic simulation model of electromagnetic proportional directional valve and the hydraulic system simulation model of wire feeding system are established in AMESim software; the control model of wire feeding system is established in Simulink software; finally, the electro-hydraulic joint simulation of wire feeding system is carried out. Thus more realistic simulation of the working process of the feeder system, further verification of the correctness of the hydraulic circuit design. The control system of the feeder system research. Mainly for the hardware and software two aspects of research. Hardware, PROFIBUS-DP is used as the communication network of field bus, CPU315-2DP and ET200M in Siemens S7-300 series are chosen as the master and slave station of the control system of the strapping machine, and the hardware of the control system is configured. The control flow chart of the feeder system is designed, and the PLC control program of the feeder system is written by Siemens STEP7 software, and simulated by PLCSIM.
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB486

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本文编号：1646596