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全自动气瓶缠绕成型生产线设计

发布时间:2018-09-10 10:45
【摘要】:近年来,伴随全球液化石油气(Liquefied Petroleum Gas,简称LPG)使用量持续增长,气瓶市场需求量也不断增加。与普通复合材料气瓶相比,干纤维缠绕气瓶具有轻巧便捷、抗疲劳性能强、价格低廉、生产周期短等诸多特点。目前气瓶主要采用单工位缠绕设备进行制品生产,这种方式不仅成型效率低,人工强度高,而且制品质量不易保证,本文设计一套低成本、高质量、快换产的高柔性化生产线代替传统的单工位缠绕设备。本文首先分析干纤维缠绕的难点,根据干纤维缠绕特殊要求,设计气瓶全自动成型工艺流程,并对缠绕生产线工艺模块进行划分;设计生产线模块化方案,同时制定详细的生产作业流程;根据网格理论对气瓶内胆结构进行设计,根据应力平衡方程对机器人缠绕铺层方案进行设计;根据成型工艺要求,设计出整体生产线的机械结构功能、布局以及流程,详细设计生产环节的每个工位和工序。本文设计了生产线控制系统方案,并对硬件电路选型以及搭建系统硬件结构图,采用一套基于倍福CX2020和工业PC上下位机的全自动气瓶缠绕成型生产线。通过Twin CAT3.0软件实现整条生产线的顺序与运动控制,使用VS2010软件平台对机器人缠绕工作站上位机进行设计,并基于倍福的可编程HMI组态软件,对生产线在线实时监测控制系统进行开发,完成工业PC与CX2020的通讯,完成整套生产线的数据、设备以及人员的管理。缠绕实验表明,倍福控制器结合工控机的控制系统柔性自动化能力强,软件能满足缠绕工艺过程控制要求,气瓶缠绕线型稳定且整齐,整个生产线实现了气瓶在成型工艺过程的自动化控制。
[Abstract]:In recent years, with the increasing use of (Liquefied Petroleum Gas, (LPG) in the world, the demand of cylinder market is also increasing. Compared with ordinary composite gas cylinders, dry filament wound gas cylinders have many advantages, such as light and convenient, strong fatigue resistance, low price, short production cycle and so on. At present, gas cylinders are mainly produced with single-station winding equipment. This method not only has low molding efficiency, high manual strength, but also is not easy to guarantee the quality of products. This paper designs a set of low cost and high quality, The high flexible production line with quick replacement replaces the traditional single-station winding equipment. In this paper, the difficulties of dry filament winding are analyzed firstly. According to the special requirements of dry filament winding, the automatic molding process of gas cylinder is designed, and the process modules of winding production line are divided, and the modularization scheme of production line is designed. At the same time, the detailed production process is worked out; according to the grid theory, the tank structure of the gas cylinder is designed; the winding and laying scheme of the robot is designed according to the stress balance equation; according to the requirements of the molding process, Design the mechanical structure function, layout and flow of the whole production line, and design each work station and working procedure of the production link in detail. In this paper, the control system of production line is designed, and the selection of hardware circuit and the construction of hardware structure diagram of the system are introduced. A set of automatic gas cylinder winding production line based on the upper and lower machine of Beifu CX2020 and industrial PC is adopted. The sequence and motion control of the whole production line is realized by Twin CAT3.0 software, and the upper computer of robot winding workstation is designed by using VS2010 software platform, and the programmable HMI configuration software based on Duofu is used. The on-line real-time monitoring and control system of production line is developed, the communication between industrial PC and CX2020 is completed, and the data, equipment and personnel management of the whole production line is completed. The winding experiment shows that the control system of the double Fu controller combined with the industrial control computer is flexible and automatic, the software can meet the requirements of the winding process control, and the winding line of the gas cylinder is stable and neat. The whole production line realizes the automatic control of the gas cylinder in the molding process.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE972;TP273

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本文编号:2234214

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