【摘要】：近年來,伴隨全球液化石油氣(Liquefied Petroleum Gas,簡稱LPG)使用量持續(xù)增長,氣瓶市場需求量也不斷增加。與普通復(fù)合材料氣瓶相比,干纖維纏繞氣瓶具有輕巧便捷、抗疲勞性能強、價格低廉、生產(chǎn)周期短等諸多特點。目前氣瓶主要采用單工位纏繞設(shè)備進行制品生產(chǎn),這種方式不僅成型效率低,人工強度高,而且制品質(zhì)量不易保證,本文設(shè)計一套低成本、高質(zhì)量、快換產(chǎn)的高柔性化生產(chǎn)線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單工位纏繞設(shè)備。本文首先分析干纖維纏繞的難點,根據(jù)干纖維纏繞特殊要求,設(shè)計氣瓶全自動成型工藝流程,并對纏繞生產(chǎn)線工藝模塊進行劃分;設(shè)計生產(chǎn)線模塊化方案,同時制定詳細的生產(chǎn)作業(yè)流程;根據(jù)網(wǎng)格理論對氣瓶內(nèi)膽結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,根據(jù)應(yīng)力平衡方程對機器人纏繞鋪層方案進行設(shè)計;根據(jù)成型工藝要求,設(shè)計出整體生產(chǎn)線的機械結(jié)構(gòu)功能、布局以及流程,詳細設(shè)計生產(chǎn)環(huán)節(jié)的每個工位和工序。本文設(shè)計了生產(chǎn)線控制系統(tǒng)方案,并對硬件電路選型以及搭建系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖,采用一套基于倍福CX2020和工業(yè)PC上下位機的全自動氣瓶纏繞成型生產(chǎn)線。通過Twin CAT3.0軟件實現(xiàn)整條生產(chǎn)線的順序與運動控制,使用VS2010軟件平臺對機器人纏繞工作站上位機進行設(shè)計,并基于倍福的可編程HMI組態(tài)軟件,對生產(chǎn)線在線實時監(jiān)測控制系統(tǒng)進行開發(fā),完成工業(yè)PC與CX2020的通訊,完成整套生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)、設(shè)備以及人員的管理。纏繞實驗表明,倍�？刂破鹘Y(jié)合工控機的控制系統(tǒng)柔性自動化能力強,軟件能滿足纏繞工藝過程控制要求,氣瓶纏繞線型穩(wěn)定且整齊,整個生產(chǎn)線實現(xiàn)了氣瓶在成型工藝過程的自動化控制。
[Abstract]:In recent years, with the increasing use of (Liquefied Petroleum Gas, (LPG) in the world, the demand of cylinder market is also increasing. Compared with ordinary composite gas cylinders, dry filament wound gas cylinders have many advantages, such as light and convenient, strong fatigue resistance, low price, short production cycle and so on. At present, gas cylinders are mainly produced with single-station winding equipment. This method not only has low molding efficiency, high manual strength, but also is not easy to guarantee the quality of products. This paper designs a set of low cost and high quality, The high flexible production line with quick replacement replaces the traditional single-station winding equipment. In this paper, the difficulties of dry filament winding are analyzed firstly. According to the special requirements of dry filament winding, the automatic molding process of gas cylinder is designed, and the process modules of winding production line are divided, and the modularization scheme of production line is designed. At the same time, the detailed production process is worked out; according to the grid theory, the tank structure of the gas cylinder is designed; the winding and laying scheme of the robot is designed according to the stress balance equation; according to the requirements of the molding process, Design the mechanical structure function, layout and flow of the whole production line, and design each work station and working procedure of the production link in detail. In this paper, the control system of production line is designed, and the selection of hardware circuit and the construction of hardware structure diagram of the system are introduced. A set of automatic gas cylinder winding production line based on the upper and lower machine of Beifu CX2020 and industrial PC is adopted. The sequence and motion control of the whole production line is realized by Twin CAT3.0 software, and the upper computer of robot winding workstation is designed by using VS2010 software platform, and the programmable HMI configuration software based on Duofu is used. The on-line real-time monitoring and control system of production line is developed, the communication between industrial PC and CX2020 is completed, and the data, equipment and personnel management of the whole production line is completed. The winding experiment shows that the control system of the double Fu controller combined with the industrial control computer is flexible and automatic, the software can meet the requirements of the winding process control, and the winding line of the gas cylinder is stable and neat. The whole production line realizes the automatic control of the gas cylinder in the molding process.
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE972;TP273

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本文編號：2234214