游皓开题报告折弯机.doc

湖北理工学院 毕业设计（论文）开题报告湖 北 理 工 学 院毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 数控折弯机液压同步控制方法的研究设计姓 名： 游皓系 别： 机电工程学院专 业： 09械设计制造及其自动化学 号： 201120110105指导教师： 肖新华完成日期：2013年3月22日1、课题来源 目前，我国中小企业中拥有数量众多的普通折弯机液压传动式占95%左右，相对于CNC折弯机效率低，劳动强度大。采用液压同步控制不仅能够节约大量资金降低生产成本，还能增强他们的市场竞争力，经济有效地满足生产技术需求液压同步控制具有精度高!易控制!响应快,能简单的实现直线运动以及功率大等优点。对于折弯机的经济化数控改造，保证产品的成型精度，减少废品率有重要的意义。2、 研究目的和意义国产CNC折弯机在价格上是同规格普通型的四倍,进口的高十倍,考虑到这些企业的经济和生产技术状况,没有必要在短期内淘汰!更新这些设备,比较实际的做法是在普通液压折弯机的基础上进行经济型的数控改造,这样不仅能够节约大量资金,降低生产成本,还能增强他们的市场竞争力,经济有效地满足生产技术需求，并且随着控制元件(主要是电液伺服阀，电液比例阀)日趋成熟,控制手段和策略的不断提高,以及计算机的广泛运用,使得精度高!动态响应快的伺服系统得到了越来越广泛的应用。对液压同步系统来说,由于泄漏，元件参数的时变，偏载，油液压力波动等外干扰因素的影响,同步误差的出现不可避免,如果不能有效地加以控制,将影响机床的精度。 液压同步运动技术作为一项新技术在当今的改造建设中得到成功应用，它采用计算机控制，全自动完成同步工作过程，是集机，电，液，传感器，计算机和控制理论于一体的先进技术，能使多个执行元件的运动速度或相对位移相等，满足工程需要。同步运动包括力同步、速度同步和位置同步三类。力同步指输出给各执行器的力相同；速度同步指各执行器的运动速度相同；位置同步则需保证各执行器在运动中和停止时位置处处相等。但影响同步运动的因素很多，如油缸泄漏、负载、液压损失、油液中混入空气及制造误差等，从而导致多个执行元件的运动速度或位移不等，出现偏差，工作机构运动不平稳或不正常工作。为此，同步动作需要尽量克服或减少这些因素的影响，有时需要采取补偿措施，消除积累误差。液压技术以其功率重量比大，体积小，频响高，压力、流量可控性好，可柔性传送动力，易实现直线运动等优点征服了世界。目前世界现代化大工业生产中，应用高载荷、大功率、长行程的系统成为发展多个执行机构的液压系统来驱动，而双缸同步系统恰好满足了这个要求。然而，双缸同步的应用和发展要比双缸同步复杂的多，如何安全、可靠的保证双缸运动的同步性能，一直困扰着液压技术的发展。因而，液压同步的研究，尤其是双缸同步的研究，对液压技术的发展有着重要的意义。 3、国内外研究现状和发展趋势近年来，板料折弯机的发展十分迅猛,结构形式多样，功能不断增加，精度和自动化程度不断提高,己形成一个重要且发展迅速的机床类别在国内外市场上需求旺盛,且竞争激烈。在这样的大负载系统中，一般采用多个执行机构的液压系统来驱动，而液压同步系统恰好满足了这个要求。然而，液压同步系统的应用和发展要比双缸同步复杂的多，如何安全、可靠的保证多缸运动的同步性能，一直困扰着液压技术的发展。因而，液压同步的研究，尤其是双缸同步的研究，对液压技术的发展有着重要的意义。3.1我国同步液压系统现状 国内数控折弯机领域起步较晚,从1986年10月第一台数控折弯机由天水锻压机乙床厂研制成功以来,国内在数控折弯机发展很快,有代表性的单位有黄石锻压机床厂!济南铸造锻压机械研究所!上海冲剪机床厂,华科塑性成形中心和江苏扬力集团等黄石锻压机床股份有限公司和济南铸造锻压机械研究所联合先后完成了w67K一100/3000!w67K一100/3100!w67K一100/3200型数控三点板料折弯机。 目前，国内液压系统实现同步的常规方法主要有：用调速阀同步、用分流集流阀同步、用同步缸、变量泵同步等。这些同步方法主要是依靠调节节流元件，改变对动作执行元件的供油流量来实现执行元件速度上的严格同步，以期望达到解决位置同步的问题。但是单纯的依靠这些方法，无法克服以下造成液压系统同步误差。负载的不对称使执行元件所需驱动压力的不同和回路压力损失的差异，就会造成两边供油节流元件的压差变化不一致，导致供油流量不同，从而产生了执行元件的运动速度不同步现象，位置不同步现象更为显著。对于期望达到较高精度同步效果的液压系统，目前采用的是电液比例、伺服阀实现同步的方法。这是因为用电液比例、伺服阀实现同步，可以利用电液比例、伺服阀响应快、控制精度高等好的品质，通过分别引入位置反馈或速度反馈，并选取一定的控制策略，及时的对双缸位置同步的差异进行纠正，以分别保证位置或速度较为精确的同步。如果同时在系统内引入速度和位置反馈，则系统既能保证速度同步，又保证较高精度的位置同步，显得比较灵活。所以电液比例、伺服阀在较高精度要求的系统中得到了广泛的重视和应用。研究资料表明，目前设计液压伺服同步系统的方法，一是用单阀控液压执行元件，“主一从跟踪另一个执行元件的方式；其二是采用两个阀控执行元件，分别达到精确的指定位置要求而同步；其三，采用伺服阀旁路泄油调节同步。但是通过分析本系统的应用背景，可以发现缸内直径为500mm，速度要求为lmmin时，流量要求就接近200Lmin，因而对昂贵的伺服阀性能要求就很高，而且这样大流量的伺服阀要做到对位置同步的微小误差进行调节是比较困难的。再者由于伺服阀在主回路中直接带载工作，一旦伺服阀因堵塞等原因发生故障时，系统同步性能将彻底失效，因而回路的可靠性也不理想。目前，同步系统大多数为液压控制，针对液压同步控制系统存在的问题和研究分析，就有必要进行合理的总结和改进。3.2同步液压系统发展趋势同其它方式相比，液压同步驱动具有结构简单、组成方便、易于实现自动控制和适宜大功率场合等优点。随着控制理论技术的成熟特别是采用计算机控制之后，液压同步技术已成为集机、电、液、传感器、计算机和控制理论于一体的先进技术，它能够自动完成同步的工作过程，能使多个执行元件的运动速度或相对位移相等，进而满足特定的工作要求。为了更好地解决同步精度问题，可采用自适应控制理论和智能控制理论来设计控制策略和各种控制器，如PI控制与PID优化调解器、模型跟随自适应控制器、参考模型自适应控制器、自适应学习器、模糊学习控制器等。这些新理论的采用及新型控制器的应用，使得液压同步的性能有了很大的改善与提高。4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案(1) 收集折弯机同步回路液压系统的资料、并进行相关调研；(2) 对折弯机同步回路液压系统的结构、工作原理要熟悉掌握；(3) 绘制平面的同步缸同步回路液压系统原理图；(4) 对组态王软件和PLC软件进行系统的学习和应用；(5) 利用PLC软件对电液比例技术同步回路液压系统进行程序设计；(6) 实现折弯机同步回路液压原理图系统的运动和仿真；(7) 编写设计计算说明书。5、预期达到的目标及进度安排通过本次研究，希望能对基于PLC的液压同步回路系统折弯机的设计有一个深入的了解，加深对机械设计、机械原理，液压传动等课程的技术理论认识的理解，能熟悉组态王软件和Flash软件，理解液压系统中同步回路的实现方法， 掌握用电液比例技术来实现同步回路的原理和调整方法，并比较不同回路的同步精度。进度安排如下：1、 指导教师与学生见面，并下发毕业设计任务书。时间：2012年12月25日前2、 收集折弯机液压同步回路液压系统的资料、并进行相关调研。时间：2012年12月25日2013年3月15日 3完成毕业设计的开题报告、外文翻译。时间：2013年3月15日2013年3月29日4。对组态王软件和PLC软件进行系统的学习和应用，并进行程序设计时间： 2013年3月29日2013年4月9日 5实现折弯机同步回路液压系统的运动和仿真，掌握一定的液压设计与分析能力；编写设计计算说明书。 时间： 2013年4月9日2013年5月20日 5、答辩6、阅读的主要文献、资料1 章宏甲,黄谊,王积伟.液压与气压传动M.北京:机械工业出版社,20102 何存兴,张铁华.液压与气压传动(第二版)M.武汉:华中科技大学出版社,20083 姜继海,宋锦春,高常识.液压与气压传动M.北京:高等教育出版社,20094 陈在平,赵相宾.可编程控制器技术与应用系统设计M.北京:机械工业出版社,20095 高钦和.可编程控制器应用技术与设计实例M.北京:人民邮电出版社,2010.6 廖常初.PLC编程及应用(第2版)M.北京:机械工业出版社,20117王瑜,林立,姜建胜. 基于AMESim液压盘式刹车系统建模与仿真研究J石油机械, 2008 8余佑官,龚国芳,胡国良. AMESim仿真技术及其在液压系统中的应用J液压气动与密封, 2005 9林躜,黄方平. AMESim/Matlab的仿真及其在单向阀优化设计中的应用J液压气动与密封, 2006 10 杨非,雷金柱. 基于AMESim的工程车辆液压悬架系统仿真J液压气动与密封, 2008 11 杨书仪，赵继云，胡燕平基于PLC和力控组态软件的液压试验台控制系统J工矿自动化，200612 秦家升 ,游善兰. AMESim软件的特征及其应用J工程机械, 2004, (12) . 13刘高君，郑舸基于组态王液压回路控制实验系统研究J四川理工学院学报(自然科学版)，200914 邓习树,李自光. 当前液压系统仿真技术发展现状及趋势J机床与液压, 2003 15 祁雪乐,宋健,王会义,李亮. 基于AMESim的汽车ESP液压控制系统建模与分析J机床与液压, 2005 16 王建勋. 4200立辊轧机主传动系统扭振研究D郑州大学, 201017黄惟公，邓成中，王燕单片机原理与应用技术M西安:西安电子科技大学出版社，200718 余佑官,龚国芳,胡国良. AMESim仿真技术及其在液压系统中的应用J液压气动与密封, 2005 19 吴跃斌,谢英俊,徐立. 液压仿真技术的现在和未来J液压与气动, 2002, 20 尹剑波,周彦江,刘治星. 基于AMESim的某型火箭炮液压系统仿真J价值工程, 2010 21徐晶晶，胡捷，浦恩帅基于组态控制的液压实验系统J实验室研究与探索，2006 . 22 Pavel Polach,Michal Hajman. Design of characteristics