GSC3012A钣制皮带轮旋压机液压与控制系统设计

发布时间：2017-10-23 22:00

  本文关键词：GSC3012A钣制皮带轮旋压机液压与控制系统设计

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【摘要】：旋压是压力加工行业比较先进的技术之一,用于成型薄壁空心回转体零件。它借助旋轮等工具作进给运动,加压于随芯模沿同一轴线旋转的金属毛坯,使其产生连续的局部塑性变形而成为所需的空心回转体零件。旋压技术是局部连续塑性成形工艺,属于回转成形范畴,适合直径与壁厚比值较大的对称回转体的塑形成形。目前我国的数控旋压机与国外先进水平还有很大差距,必须加大旋压机液压系统及自动化控制技术自主研发力度。本文根据国内外数控钣制皮带轮旋压机的研究现况,以稳定性好、精度高、效率高和安全性好为目标,对旋压机液压系统和控制系统开展研究。本文首先概述了钣制皮带轮旋压机的机构组成与工作原理,根据GSC3012A钣制皮带轮旋压机床主要技术参数和动作过程,采用ABAQUS仿真软件对旋压成形进行了数值模拟仿真,验证了GSC3012A钣制皮带轮旋压机床主要技术参数中的工作缸驱动力是合理的,为旋压机液压系统设计提供了力学基础。通过对原液压系统原理图及存在的主要问题进行分析,重新设计了基于负载敏感多路阀的液压系统,确定了液压系统原理图,计算液压执行元件的主要计算参数,并选出合适的型号,解决油温过快升高、元件分散等主要问题,降低了系统能耗,达到节能增效的目的。根据钣制皮带轮旋压机控制要求,设计了基于PLC的旋压机控制系统,选择三菱FX3U-128MT/ES-A型号PLC作为控制器,以4AD模块对夹紧缸压力进行不同工况的设定；以4AD-TC模块自动检测油液温度,并控制相应装置进行加热或冷却；以4DA模块控制多路阀的比例电磁铁,实现慢退；以1HC模块构成液压缸的随动系统,使液压系统适应不同产品加工的需求。根据人机界面设计的基本原则和旋压机控制系统,进行了旋压机人机界面和控制面板的设计,并且对旋压机控制系统硬件线路和软件进行了设计。最后对钣制皮带轮旋压机控制系统进行模拟实验,通过位移光栅尺与高速计数器配合使用,验证了控制系统能够满足产品±0.15mm的公差要求,为下一步联机调试打下了基础。
【关键词】：旋压机 负荷敏感多路阀液压系统 PLC控制系统 人机界面 光栅尺
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG305
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题的研究背景8
• 1.2 国内外研究现状及其发展趋势8-13
• 1.2.1 国外旋压机的研究现状8-10
• 1.2.2 国内旋压机的研究现状10-12
• 1.2.3 旋压机的发展趋势12-13
• 1.3 课题主要研究内容13-14
• 第二章 GSC3012A钣制皮带轮旋压机分析14-31
• 2.1 旋压机结构组成与工作原理14-16
• 2.2 旋压机的主轴系统与主要技术参数16-17
• 2.2.1 旋压机主要技术参数16-17
• 2.2.2 旋压机的主轴系统17
• 2.3 钣制皮带轮旋压有限元数值模拟分析17-23
• 2.3.1 有限元模型的建立17-18
• 2.3.2 定义材料属性18-19
• 2.3.3 边界条件及单元划分19-20
• 2.3.4 模拟结果合理性验证及展示20-23
• 2.3.5 旋压力确定23
• 2.4 钣制皮带轮旋压机原液压系统分析23-30
• 2.4.1 原液压系统原理图23-25
• 2.4.2 原液压系统存在的问题25-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 GSC3012A钣制皮带轮旋压机液压系统设计31-44
• 3.1 钣制皮带轮旋压机液压回路设计31-35
• 3.2 钣制皮带轮旋压机液压系统原理图35
• 3.3 液压元件的选择与计算35-40
• 3.4 原液压系统与现液压系统主要数据对比40
• 3.5 自动工作循环的电磁铁得失电表40-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第四章 GSC3012A钣制皮带轮旋压机控制系统设计44-63
• 4.1 控制系统接线图44-48
• 4.2 控制系统功能分析48-49
• 4.3 旋压机控制系统硬件设计49-52
• 4.4 控制面板设计52-53
• 4.5 旋压机人机界面的设计53-59
• 4.5.1 参数界面权限设置53
• 4.5.2 触摸屏的设计53-59
• 4.5.2.1 主页界面53-54
• 4.5.2.2 手动控制界面54-55
• 4.5.2.3 自动控制界面55-56
• 4.5.2.4 参数设置界面56-58
• 4.5.2.5 弹出式报警界面58-59
• 4.5.2.6 扩展功能界面59
• 4.6 旋压机控制系统软件设计59-62
• 4.6.1 主程序设计59-60
• 4.6.2 复位程序设计60-61
• 4.6.3 手动控制程序设计61
• 4.6.4 自动控制程序设计61-62
• 4.7 本章小结62-63
• 第五章 旋压机模拟控制系统及实验验证63-67
• 5.1 实验控制系统模拟平台63-66
• 5.2 实验验证66
• 5.3 本章小结66-67
• 第六章 结论与展望67-69
• 6.1 结论67
• 6.2 展望67-69
• 参考文献69-73
• 附录 实验控制PLC梯形图73-77
• 致谢77-78
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文目录78-79

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本文编号：1085542