基于FluidSIM 的剪板機(jī)氣動(dòng)回路仿真分析

吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院□李 赫

吉林石化公司□江海雷 李 晶

對(duì)于PDMS 等非金屬材料的剪板機(jī)，其工作要求成本低，過(guò)載能自動(dòng)保護(hù)，不需要很高的精密性，因此我們選擇氣壓傳動(dòng)作為剪板機(jī)的傳動(dòng)控制系統(tǒng)。本文的主要研究?jī)?nèi)容是對(duì)設(shè)計(jì)的剪板機(jī)動(dòng)作順序氣動(dòng)控制回路在FluidSIM 軟件中進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

1 建立X-D 狀態(tài)圖

剪板機(jī)工作的動(dòng)作為送料—擋料—壓料—剪切，每個(gè)動(dòng)作分別由對(duì)應(yīng)的氣缸 A、B、C、D伸縮運(yùn)動(dòng)來(lái)完成，順序?yàn)椋簹飧譇 伸出—?dú)飧譈伸出—?dú)飧?C 伸出—?dú)飧?D 伸出—?dú)飧?D 退回—?dú)飧證 退回—?dú)飧譈 退回—?dú)飧譇 退回，數(shù)字“1”表示氣缸活塞桿伸出，數(shù)字“0”表示氣缸活塞桿縮回。用程序式表示則為：

q→A1→B1→C1→D1→D0→C0→B0→A0

其中q 代表手動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)，上述程序可以簡(jiǎn)化為：

A1B1C1D1D0C0B0A0

程序式中共有八個(gè)動(dòng)作，這八個(gè)動(dòng)作組成了剪板機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)工作循環(huán)過(guò)程。

采取消障處理后的X-D 狀態(tài)圖（即信號(hào)-動(dòng)作狀態(tài)圖） 如圖1 所示。

圖1 消障后的X-D 狀態(tài)圖

繪制的氣動(dòng)邏輯原理圖如圖2 所示。

圖2 邏輯原理圖

2 氣動(dòng)回路的搭建

在FluidSIM 軟件的元件庫(kù)中依據(jù)已經(jīng)選好的各個(gè)執(zhí)行元件和輔助元件找到合適的氣缸和換向閥等主要元件，并按照邏輯原理圖進(jìn)行氣動(dòng)回路的搭建。合理選型和分配空間位置是必要的，在仿真軟件中可以單獨(dú)設(shè)置各氣缸的輸出力和伸出速度，其中各氣缸的伸出速度可通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)單向節(jié)流閥的閥門(mén)開(kāi)度來(lái)控制。各個(gè)記憶元件選用的是二位五通雙氣控?fù)Q向閥，傳動(dòng)管路用實(shí)線連接，控制線路用虛線連接，在簡(jiǎn)化氣動(dòng)回路之后，其搭建效果如圖3所示。

圖3 氣動(dòng)回路的搭建

3 氣動(dòng)回路的仿真

氣動(dòng)系統(tǒng)的工作過(guò)程要求當(dāng)按下手動(dòng)啟動(dòng)閥，氣壓信號(hào)切換至A1行程閥，此時(shí)由其發(fā)出的氣壓信號(hào)切換A 缸的主控?fù)Q向閥，使A缸無(wú)桿腔有氣，活塞桿在氣壓的推動(dòng)下伸出，完成送料；當(dāng)A 缸活塞桿全部伸出，行程閥B1有氣壓信號(hào)輸入，并發(fā)出其氣壓信號(hào)，使B 缸主控?fù)Q向閥動(dòng)作，B 缸活塞桿伸出，完成擋料；行程閥 C1和C 缸做相同動(dòng)作，完成壓料；行程閥 D1和 D 缸做相同動(dòng)作，完成剪切。當(dāng)D 缸活塞桿全部伸出，行程閥D0有氣壓信號(hào)輸入，并發(fā)出其氣壓信號(hào)，使D 缸主控?fù)Q向閥動(dòng)作，D 缸活塞桿退回；當(dāng) D 缸活塞桿全部退回，行程閥C0有氣壓信號(hào)輸入，并發(fā)出其氣壓信號(hào)，使C 缸主控?fù)Q向閥動(dòng)作，C 缸活塞桿退回；行程閥B0和B 缸做相同動(dòng)作；行程閥 A0和 A 缸做相同動(dòng)作；當(dāng) A 缸活塞桿全部退回，至此，剪板機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)完成一個(gè)工作循環(huán)。

在FluidSIM 軟件中將氣動(dòng)回路搭建完成后，即可對(duì)回路進(jìn)行檢查，待檢查無(wú)誤后啟動(dòng)仿真。主控?fù)Q向閥動(dòng)作后，通氣管路將得到調(diào)整。仿真后，各氣缸的狀態(tài)效果圖如圖4 所示。

圖4 各氣缸狀態(tài)圖

4 結(jié)論

本文對(duì)氣動(dòng)控制系統(tǒng)中各氣缸的工作行程程序進(jìn)行了研究分析，繪制出消障處理后的X-D狀態(tài)圖和邏輯原理圖，從而搭建出氣動(dòng)回路圖。利用FluidSIM 軟件完成模擬仿真，通過(guò)仿真狀態(tài)分析，所設(shè)計(jì)的剪板機(jī)氣壓系統(tǒng)各項(xiàng)動(dòng)作均能實(shí)現(xiàn)。