基于FluidSIM的專用折彎機電液系統(tǒng)仿真

呂志敏

摘 要：本文依托專用折彎機原理與要求，基于FluidSIM軟件對其液壓與控制系統(tǒng)進行仿真，并將仿真結(jié)果與實際生產(chǎn)相結(jié)合，為設(shè)備運行、維護、優(yōu)化提供支持。

關(guān)鍵詞：FluidSIM軟件;專用折彎機;液壓與控制系統(tǒng)仿真

中圖分類號：TG502.3;TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2020）14-0042-03

Simulation Research on Special Bending Electro-hydraulic System

Based on FluidSIM

LYU Zhimin

（Puyang Vocational and Technical College，Puyang Henan 457000）

Abstract： Based on the principle and requirements of special bending machine， this paper simulated its hydraulic and control system based on FluidSIM software， and combined the simulation results with the actual production to provide support for equipment operation， maintenance and optimization.

Keywords： FluidSIM software;special bending machine;hydraulic and control system simulation

FluidSIM軟件是德國Festo公司開發(fā)的專門用于液壓和氣壓傳動技術(shù)的系統(tǒng)模擬仿真和故障排除軟件，不僅可以實現(xiàn)對液壓、氣壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的原理圖繪制，還可以通過強大的仿真功能實現(xiàn)對液壓元件、電氣元件和控制回路原理的仿真，對于液壓系統(tǒng)的設(shè)計、維護、優(yōu)化提供支持[1-2]。

隨著科技的進步和工業(yè)需求的不斷擴大，一些專用、非標機械設(shè)備的開發(fā)成為近幾年的一個熱點，專用折彎機就是針對直徑為4.5～12 mm的金屬棒料制品的折彎加工研制的專用液壓機[3]。

1 專用折彎機工作原理

專用液壓折彎機主要由機械裝置、液壓系統(tǒng)和電氣控制3部分組成。其中，機械裝置由左、右折彎機構(gòu)、壓板機構(gòu)及機架等組成。左、右折彎機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)兩個彎的一次成型，左、右折彎機構(gòu)和壓板的運動分別采用一個單活塞液壓缸驅(qū)動[4-5]。考慮到折彎機的工作環(huán)境比較好及經(jīng)濟因素，本設(shè)計采用傳統(tǒng)的繼電器接觸式控制系統(tǒng)。

根據(jù)專用折彎機的機構(gòu)和工作要求，工作循環(huán)如圖1所示。首先，壓板液壓缸伸出完成工件夾緊;然后，左、右折彎液壓缸伸出完成工件折彎;接著，左、右折彎液壓缸縮回，松開工件成品;最后，壓板液壓缸縮回，系統(tǒng)卸載，完成一個工作循環(huán)。3個執(zhí)行液壓缸的順序動作靠行程開關(guān)控制。

液壓控制系統(tǒng)的電磁鐵動作順序如表1所示。

2.2 電氣控制回路仿真設(shè)計

FluidSIM軟件元件庫中包含大量的電氣元件[6]：電源、開關(guān)、繼電器、常開（閉）觸點、行程開關(guān)、電磁線圈、壓力繼電器等。根據(jù)折彎機的電氣控制及工作要求，采用傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)，設(shè)計其電氣控制回路，如圖3所示。

2.3 系統(tǒng)仿真及工作過程分析

2.3.1 系統(tǒng)卸荷。待機時，左、右折彎液壓缸、壓緊液壓缸停留在初始位置，此時行程開關(guān)6S被壓下，其在電路12中的常開觸點閉合，二位二通換向閥3的電磁鐵6YA得電，換向閥3換到左位，先導(dǎo)式溢流閥2的遠程控制口和油箱相連，壓力油經(jīng)過溢流閥2和換向閥3流回油箱，實現(xiàn)系統(tǒng)卸荷。仿真效果如圖4所示。

（a） 液壓系統(tǒng)仿真圖

（b） 控制系統(tǒng)仿真圖

2.3.2 工件夾緊。按下操作按鈕SB1，電路2的繼電器KM1得電自鎖，電路3中的KM1觸點閉合，二位二通電磁換向閥6的電磁鐵5YA得電，換向閥6換到左位，壓力油進入壓緊液壓缸左腔，液壓桿伸出，逐漸靠近工件，實現(xiàn)工件壓緊。仿真效果如圖5所示。

（a） 液壓系統(tǒng)仿真圖

（b） 控制系統(tǒng)仿真圖

2.3.3 左右折彎。當壓緊液壓缸伸出到位后，壓下行程開關(guān)1S，其在電路4中的常開觸點閉合，三位四通換向閥4和5的電磁鐵1YA和3YA得電，換向閥換到左位，壓力油進入左、右折彎液壓缸的左腔，液壓桿同時伸出，完成折彎動作。仿真效果如圖6所示。

2.3.4 左右折退。當左、右折彎液壓缸液壓桿壓下行程開關(guān)4S和5S，完成折彎動作。電路8中的行程開關(guān)4S和5S常開觸點閉合，繼電器KM2得電自鎖，電路6中KM2的常開觸點閉合，電路4和5中的KM2的常閉觸點斷開，三位四通換向閥4和5的電磁鐵1YA和3YA斷電，2YA和4YA得電，換向閥換到右位，壓力油經(jīng)單向節(jié)流閥7和8，進入左、右折彎液壓缸的右腔，液壓桿同時縮回。

2.3.5 工件松開。當左、右折彎液壓缸縮回到初始位置后，壓下行程開關(guān)2S和3S，其在電路10中的常開觸點閉合，繼電器KM3得電自鎖，電路6中KM3常閉觸點斷開，三位四通換向閥4和5的電磁鐵2YA和4YA斷電，換向閥4和5換到中位;電路1中KM3常閉觸點斷開，繼電器KM1斷電，電路3中KM1觸點斷開，二位二通電磁閥6電磁鐵5YA斷電，換向閥6換到右位，壓力油進入壓緊液壓缸右腔，壓緊液壓缸縮回，工件松開。壓緊液壓缸液壓桿縮回到初始位置后，壓下行程開關(guān)6S，電路8和10斷電，電路12重新連通，系統(tǒng)卸荷，完成一個工作循環(huán)。

3 結(jié)語

對專用液壓折彎機系統(tǒng)進行仿真，不僅為設(shè)備的操作、維護、優(yōu)化提供了可靠的技術(shù)保證，還為系統(tǒng)故障排除提供方便。

參考文獻：

[1]李鐵鋼.基于FluidSim的電液系統(tǒng)仿真技術(shù)[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報，2012（8）：177-179.

[2]葉金玲.基于FluidSIM-Hydraulic的注塑機液壓回路控制分析[J].機床與液壓，2015（8）：101-103.

[3]王守誠.液壓系統(tǒng)PLC控制實例實現(xiàn)[M].北京：中國電力出版社，2013.

[4]楊杰.專用液壓機及其PLC控制系統(tǒng)設(shè)計[J].液壓與氣動，2005（8）：15-17.

[5]張利平.現(xiàn)代液壓技術(shù)應(yīng)用220例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[6]彭海燕.基于FluidSIM機床夾緊機構(gòu)電液系統(tǒng)仿真技術(shù)[J].化工機械，2016（9）：140.