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基于AirTAC气动元件实验台的实验项目开发与研究

时间:2022-03-02 08:23:31 浏览次数:

引言:利用AirTAC气动元件实验台进行实验项目的开发与研究,包括纯气压传动控制项目、传统继电器控制气压传动项目、PLC控制气压传动项目。在教学过程中,学生可以通过这些实验,综合运用所学的机、电、气专业知识,融会贯通,提高自身技能。

随着我国现代化建设的推进与发展,自动化技术在工业领域得到了越来越广泛的应用。而气动技术的采用是实现低成本自动化的主要途径,目前气动技术已广泛地应用于各种自动化生产线中。随着高等学校教育改革的不断深入,创新能力的培养日益受到人们的重视,高等学校对学生的培养要求也在不断的变化,越来越注重实践环节的培养。《液压与气动》是高等院校机械类大专业的重要技术基础课程之一,实验教学是该课程的重要组成部分。但由于传统的液压回路教学实验台功能单一,采用的控制技术落后,自动化程度低;元件和管路在实验台上的位置改变不方便,不利于培养学生的创新能力,也不利于提高学生的学习兴趣,影响了他们探索创新能力的发挥。为了使学生掌握机电一体化的专业技能,我们建立了气压传动实验室,设备为数台气动元件实验台。

一、气动元件实验台的实验项目示例

在工业自动化生产中,通常会用到气缸的顺序控制,比如首先气缸A伸出,到位后气缸B伸出,到位后气缸B缩回,到位后气缸A缩回。以此项目的单周期控制系统为例,分别进行如下设计。

(一)纯气压传动控制

图1 纯气压传动气动回路

如图1所示为纯气动控制回路。动作过程如下:按下两位三通手动阀后,双气控阀1处于左位,气缸A伸出,当其活塞杆碰到两位三通行程阀S2后,双气控阀2处于左位,气缸B伸出,当其活塞杆碰到两位三通行程阀S4后,双气控阀2处于右位,气缸B缩回,当其活塞杆碰到两位三通行程阀S3后,双气控阀1处于右位,气缸A缩回。如果扩展其功能为连续运行,则可将两位三通手动阀换成两位三通行程阀S1即可。

(二)继电器控制气压传动

图2 电控气动回路

图3 电气控制电路图

如图2所示为继电器控制的气动回路,在A缸的缩回和伸出位置分别装两个磁感应开关LS1和LS2 ,在B缸的缩回和伸出位置分别装两个磁感应开关LS3和LS4。图4所示为电气控制电路图。动作过程如下:按下启动按钮SB1,电磁阀1的YV0线圈得电,电磁阀1处于左位。气缸A伸出,当伸出到位被磁感应开关LS2检测到后,电磁阀2的YV2线圈得电,气缸B伸出,当伸出到位被磁感应开关LS4检测到后,电磁阀2的YV3线圈得电,气缸B缩回,当缩回到位被磁感应开关LS3检测到后,电磁阀1的YV1线圈得电,气缸A缩回。如果扩展其功能为连续运行,则可利用磁感应开关LS1和按钮SB1并联实现。

(三)PLC控制气压传动

PLC具有可靠性高、灵活、抗干扰能力强、环境适应性好等优点,在工业控制方面的应用越来越广泛,因此让学生熟悉PLC的应用非常重要。本项目采用三菱FX32-MR。PLC控制的气动回路和继电器控制的气动回路相同,如图2所示。

图4 PLC控制流程图

二、结束语

该项目实例采用了几种不同的方法对气压传动进行控制,可使学生深入地理解气压传动回路的设计方法,掌握继电器控制、PLC控制在气压传动中的应用。在此单周期运行基础上,还可以进行功能拓展,实现连续的循环动作。除此之外,气动元件实验台还可以设计若干相关实验项目,比如单作用气缸换向回路、双作用气缸换向回路、压力控制回路、单作用气缸速度控制回路、双作用气缸速度控制回路(单向调速、双向调速)、缓冲回路、计数回路、安全保护回路、延时回路等。

在整个理实一体化教学的过程中,机、电、气技术相结合,学生所学的知识可以得到综合运用。这样不但巩固了他们的理论知识,而且激发了他们的创新思维和创造能力,使他们能够快速掌握先进的机电气一体化技术,为现代化建设培养人才。

参考文献

[1]唐德栋.基于Festo实验台气动综合实验的开发[J].机床与液压,2006(4).

[2]亚德客国际集团,AirTAC产品综合型录,2012(A).

[3]吴卫荣.气动技术[M].中共轻工业出版社,2011,1.

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