基于FluidSIM的專用折彎機電液系統仿真

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進行仿真，并將仿真結果與實際生產相結合，為設備運行、維護、優化提供支持。

關鍵詞：FluidSIM軟件;專用折彎機;液壓與控制系統仿真

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公司開發的專門用于液壓和氣壓傳動技術的系統模擬仿真和故障排除軟件，不僅可以實現對液壓、氣壓系統和電氣控制系統的原理圖繪制，還可以通過強大的仿真功能實現對液壓元件、電氣元件和控制回路原理的仿真，對于液壓系統的設計、維護、優化提供支持[1-2]。

隨著科技的進步和工業需求的不斷擴大，一些專用、非標機械設備的開發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、液壓系統和電氣控制3部分組成。其中，機械裝置由左、右折彎機構、壓板機構及機架等組成。左、右折彎機構能夠實現兩個彎的一次成型，左、右折彎機構和壓板的運動分別采用一個單活塞液壓缸驅動[4-5]。考慮到折彎機的工作環境比較好及經濟因素，本設計采用傳統的繼電器接觸式控制系統。

根據專用折彎機的機構和工作要求，工作循環如圖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，系統卸載，完成一個工作循環。3個執行液壓缸的順序動作靠行程開關控制。

液壓控制系統的電磁鐵動作順序如表1所示。

2.2 電氣控制回路仿真設計

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

2.3 系統仿真及工作過程分析

2.3.1 系統卸荷。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，先導式溢流閥2的遠程控制口和油箱相連，壓力油經過溢流閥2和換向閥3流回油箱，實現系統卸荷。仿真效果如圖4所示。

（a） 液壓系統仿真圖

（b） 控制系統仿真圖

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，實現工件壓緊。仿真效果如圖5所示。

（a） 液壓系統仿真圖

（b） 控制系統仿真圖

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4S和5S，完成折彎動作。電路8中的行程開關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，壓力油經單向節流閥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6S，電路8和10斷電，電路12重新連通，系統卸荷，完成一個工作循環。

3 結語

對專用液壓折彎機系統進行仿真，不僅為設備的操作、維護、優化提供了可靠的技術保證，還為系統故障排除提供方便。

參考文獻：

[1]李鐵鋼.基于FluidSim的電液系統仿真技術[J].沈陽工程學院學報，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PLC控制實例實現[M].北京：中國電力出版社，2013.

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

[5]張利平.現代液壓技術應用220例[M].北京：化學工業出版社，2004.

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