基于FluidSIM的专用折弯机电液系统仿真

吕志敏

摘 要：本文依托专用折弯机原理与要求，基于FluidSIM软件对其液压与控制系统进行仿真，并将仿真结果与实际生产相结合，为设备运行、维护、优化提供支持。

关键词：FluidSIM软件;专用折弯机;液压与控制系统仿真

中图分类号：TG502.3;TP391.9 文献标识码：A 文章编号：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軟件是德国Festo公司开发的专门用于液压和气压传动技术的系统模拟仿真和故障排除软件，不仅可以实现对液压、气压系统和电气控制系统的原理图绘制，还可以通过强大的仿真功能实现对液压元件、电气元件和控制回路原理的仿真，对于液压系统的设计、维护、优化提供支持[1-2]。

随着科技的进步和工业需求的不断扩大，一些专用、非标机械设备的开发成为近几年的一个热点，专用折弯机就是针对直径为4.5～12 mm的金属棒料制品的折弯加工研制的专用液压机[3]。

1 专用折弯机工作原理

专用液压折弯机主要由机械装置、液压系统和电气控制3部分组成。其中，机械装置由左、右折弯机构、压板机构及机架等组成。左、右折弯机构能够实现两个弯的一次成型，左、右折弯机构和压板的运动分别采用一个单活塞液压缸驱动[4-5]。考虑到折弯机的工作环境比较好及经济因素，本设计采用传统的继电器接触式控制系统。

根据专用折弯机的机构和工作要求，工作循环如图1所示。首先，压板液压缸伸出完成工件夹紧;然后，左、右折弯液压缸伸出完成工件折弯;接着，左、右折弯液压缸缩回，松开工件成品;最后，压板液压缸缩回，系统卸载，完成一个工作循环。3个执行液压缸的顺序动作靠行程开关控制。

液压控制系统的电磁铁动作顺序如表1所示。

2.2 电气控制回路仿真设计

FluidSIM软件元件库中包含大量的电气元件[6]：电源、开关、继电器、常开（闭）触点、行程开关、电磁线圈、压力继电器等。根据折弯机的电气控制及工作要求，采用传统继电器控制系统，设计其电气控制回路，如图3所示。

2.3 系统仿真及工作过程分析

2.3.1 系统卸荷。待机时，左、右折弯液压缸、压紧液压缸停留在初始位置，此时行程开关6S被压下，其在电路12中的常开触点闭合，二位二通换向阀3的电磁铁6YA得电，换向阀3换到左位，先导式溢流阀2的远程控制口和油箱相连，压力油经过溢流阀2和换向阀3流回油箱，实现系统卸荷。仿真效果如图4所示。

（a） 液压系统仿真图

（b） 控制系统仿真图

2.3.2 工件夹紧。按下操作按钮SB1，电路2的继电器KM1得电自锁，电路3中的KM1触点闭合，二位二通电磁换向阀6的电磁铁5YA得电，换向阀6换到左位，压力油进入压紧液压缸左腔，液压杆伸出，逐渐靠近工件，实现工件压紧。仿真效果如图5所示。

（a） 液压系统仿真图

（b） 控制系统仿真图

2.3.3 左右折弯。当压紧液压缸伸出到位后，压下行程开关1S，其在电路4中的常开触点闭合，三位四通换向阀4和5的电磁铁1YA和3YA得电，换向阀换到左位，压力油进入左、右折弯液压缸的左腔，液压杆同时伸出，完成折弯动作。仿真效果如图6所示。

2.3.4 左右折退。当左、右折弯液压缸液压杆压下行程开关4S和5S，完成折弯动作。电路8中的行程开关4S和5S常开触点闭合，继电器KM2得电自锁，电路6中KM2的常开触点闭合，电路4和5中的KM2的常闭触点断开，三位四通换向阀4和5的电磁铁1YA和3YA断电，2YA和4YA得电，换向阀换到右位，压力油经单向节流阀7和8，进入左、右折弯液压缸的右腔，液压杆同时缩回。

2.3.5 工件松开。当左、右折弯液压缸缩回到初始位置后，压下行程开关2S和3S，其在电路10中的常开触点闭合，继电器KM3得电自锁，电路6中KM3常闭触点断开，三位四通换向阀4和5的电磁铁2YA和4YA断电，换向阀4和5换到中位;电路1中KM3常闭触点断开，继电器KM1断电，电路3中KM1触点断开，二位二通电磁阀6电磁铁5YA断电，换向阀6换到右位，压力油进入压紧液压缸右腔，压紧液压缸缩回，工件松开。压紧液压缸液压杆缩回到初始位置后，压下行程开关6S，电路8和10断电，电路12重新连通，系统卸荷，完成一个工作循环。

3 结语

对专用液压折弯机系统进行仿真，不仅为设备的操作、维护、优化提供了可靠的技术保证，还为系统故障排除提供方便。

参考文献：

[1]李铁钢.基于FluidSim的电液系统仿真技术[J].沈阳工程学院学报，2012（8）：177-179.

[2]叶金玲.基于FluidSIM-Hydraulic的注塑机液压回路控制分析[J].机床与液压，2015（8）：101-103.

[3]王守诚.液压系统PLC控制实例实现[M].北京：中国电力出版社，2013.

[4]杨杰.专用液压机及其PLC控制系统设计[J].液压与气动，2005（8）：15-17.

[5]张利平.现代液压技术应用220例[M].北京：化学工业出版社，2004.

[6]彭海燕.基于FluidSIM机床夹紧机构电液系统仿真技术[J].化工机械，2016（9）：140.