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原文传递重型卡车U型纵梁辊型生产线控制系统研究

论文题名：	重型卡车U型纵梁辊型生产线控制系统研究
关键词：	重型卡车;生产线;精度控制;控制系统;辊压成型;U型纵梁
摘要：	随着我国经济持续较快增长、居民消费水平提高、产业政策扶持等，我国汽车行业整体呈现快速增长态势。以重型卡车为代表的商用车是生产资料和劳动工具，其产销量及保有量在很大程度上反映了经济发展的状态。重型卡车车架中的关键承载部件是纵梁，车架的各方面质量会受到纵梁质量的影响，U型纵梁强度好、方便零件装配，而且纵梁的成型与后续加工工艺简单，因此U型纵梁在车架中广泛应用。为了提高重型卡车U型纵梁辊型生产线的自动化程度、生产效率和产品质量，节省人工成本，研究重型卡车U型纵梁辊型生产线的控制系统具有重要意义。　　本文首先对U型纵梁辊型生产线的机械结构和控制原理进行了研究和分析，然后使用西门子PLC和SIMOTIOND控制器对辊型生产线的控制系统进行了设计及优化，最后对辊型生产线的控制系统进行了生产调试与试验。本文完成的主要工作内容如下：　　（1）分析了当前辊压成型工艺的国内外发展现状，对PLC控制技术和U型纵梁辊型生产线的发展现状进行了阐述，明确了辊型生产线控制系统的研究内容。　　（2）对整条辊型生产线的机械结构布局及生产动作流程进行了分析，机械结构部分分为卷料上料部分、校平部分、辊压成型部分、飞剪切断部分、出料输送部分和电磁下料部分，对辊型生产线各个部分的机械结构进行了论述。重点对U型纵梁辊型生产线辊压成型部分和飞剪切断部分的机械结构进行了详细说明，并阐述了对卷料进行辊压成型和飞剪切断的工作原理，设计了辊压成型和飞剪切断动作的控制方案。　　（3）对本文中采用的西门子PLC和SIMOTIOND控制器进行了说明，结合U型纵梁辊型生产线的生产动作流程，对整条辊型生产线控制系统进行了开发，完成了辊型生产线控制系统的硬件搭建，并且用调试软件博途V15和SCOUT进行了整个控制系统的硬件组态。　　（4）根据辊型生产线的机械布局和生产动作流程，设计了辊型生产线控制系统的总体方案，主要包括卷料上料控制、校平机校平控制、成型主机对卷料辊压成型控制、飞剪定尺随动切断控制、多梁出料输送控制和电磁自动下料及下料坐标的标定与计算等，能够完成对U型纵梁的高速连续化生产，提高了辊型生产线的生产效率和产品质量。　　（5）对辊型生产线的控制系统进行了生产调试与试验。使用INVT变频器对开卷机和校平机进行运动控制，完成了对卷料的开卷和校平；完成了辊压成型和飞剪切断控制优化，实现了对不同规格U型纵梁的高速连续化生产；完成了飞剪定尺切断精度试验并进行了补偿优化，将飞剪定尺切断精度控制在了1mm以内；实现了多梁同时出料输送控制，提高了纵梁出料输送速度；使用G120变频器对下料电机进行了运动控制，提高了下料速度；对HMI触摸屏画面进行了优化。　　本文研究和设计的辊型生产线控制系统，能够满足正常的生产需求，并可以对不同规格尺寸的U型纵梁进行柔性生产，整条生产线设备操作简便，每根纵梁的生产效率提高了大约25%，同时保证了生产的U型纵梁的产品质量，能够满足后续纵梁加工的精度要求。
作者：	陈浩东
专业：	机械
导师：	呼咏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	吉林大学
学位年度：	2023