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新型卷板机运动结构与控制系统设计

作　者: 李云云
导　师: 严思杰
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 卷板机预弯数学建模主从式控制系统模块化设计
分类号: TG333.24
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 18次
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内容摘要

卷板机是一种将金属板材弯卷成筒体、锥体、曲面体或其他形体的通用成型设备,现已广泛应用于锅炉、化工、造船、航空、铁路运输及建筑等行业。目前,市场上的卷板机在卷制板材过程中普遍存在效率低、精度低等缺陷,因此本课题意在设计一种高效、高精的集预弯与卷制于一体的新型卷板机。本文主要从运动结构、液压传动和控制系统三个方面对卷板机的性能进行了改进和优化,并提出了新的方案。首先,对卷板机的运动结构进行了改造,将油压机与卷板机组合,实现了在卷板机上利用冲压成型原理对板材的剩余直边进行快速、精确的预弯。并根据几何学对工作辊在预弯、卷制工艺中的工作位置进行数学建模,推导出了工作辊在各工艺中的几何位移量,然后通过上位机传到下位机实现对执行机构的精确控制。其次,对卷板机的液压系统进行了改造,在原有液压系统的基础上特别针对工作辊的同步、翻倒装置的保压以及液压马达的制动问题设计了特定的液压回路,实现了卷板机卷制过程中液压缸的同步动作、翻倒油缸的安全运行以及液压马达的平稳换向。最后,对卷板机的控制系统进行了改造,设计出了一套上下位机主从式控制系统。上位机控制及界面显示采用VC++软件开发,下位机使用西门子公司的S7-200PLC进行运动控制。控制程序采用模块化设计,将系统整体划分为若干子模块,然后对每个子模块的运动进行设计。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 课题来源  8
  1.2 课题研究背景和意义  8-9
  1.3 卷板机的发展现状  9-11
  1.4 本文主要研究内容  11-12
2 卷板机总体方案设计  12-19
  2.1 卷板工艺分析  12-13
  2.2 卷板设备分析  13-15
  2.3 卷板机总体设计方案  15-18
  2.4 本章小结  18-19
3 卷板机运动结构设计及辊轮工艺位置分析  19-29
  3.1 卷板机总体结构设计  19
  3.2 卷板机各功能单元结构设计  19-23
  3.3 卷板机卷制工艺流程  23-24
  3.4 卷板机辊轮工艺位置分析  24-28
  3.5 本章小结  28-29
4 卷板机液压系统设计  29-37
  4.1 液压系统总体设计  29-30
  4.2 执行回路系统设计  30-34
  4.3 主回路系统设计  34-35
  4.4 液压系统图的拟定  35
  4.5 本章小结  35-37
5 卷板机控制系统硬件设计  37-48
  5.1 控制系统总体框架  37-38
  5.2 控制系统设备选型  38-44
  5.3 控制系统电路设计  44-46
  5.4 电气控制柜设计  46-47
  5.5 本章小结  47-48
6 卷板机控制系统软件设计  48-61
  6.1 控制系统总体设计  48
  6.2 上下位机之间的通信技术  48-50
  6.3 上位机软件结构与关键技术  50-55
  6.4 下位机软件结构与关键技术  55-59
  6.5 本章小结  59-61
7 总结与展望  61-63
  7.1 总结  61
  7.2 展望  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-67
附录1 攻读学位期间发表学术论文目录  67

新型卷板机运动结构与控制系统设计

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