機(jī)電一體化試驗(yàn)

1、大連理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心大連理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心 FMS-50教學(xué)設(shè)備教學(xué)設(shè)備 MTS基礎(chǔ)氣動實(shí)驗(yàn)教學(xué)試驗(yàn)臺基礎(chǔ)氣動實(shí)驗(yàn)教學(xué)試驗(yàn)臺機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)室機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)室FMS-50教學(xué)設(shè)備教學(xué)設(shè)備 FMS-50 FMS-50系統(tǒng)是一套先進(jìn)的機(jī)電一體化系統(tǒng)是一套先進(jìn)的機(jī)電一體化教學(xué)設(shè)備。教學(xué)設(shè)備。FMS-50FMS-50系統(tǒng)的先進(jìn)性體現(xiàn)系統(tǒng)的先進(jìn)性體現(xiàn)在它的構(gòu)成體現(xiàn)了當(dāng)今國際流行的在它的構(gòu)成體現(xiàn)了當(dāng)今國際流行的FMSFMS概念，采用概念，采用FESTOFESTO公司先進(jìn)的氣動元件公司先進(jìn)的氣動元件和和SIEMENSSIEMENS公司的新型公司的新型PLC PLC 和現(xiàn)場總線和現(xiàn)場總線技術(shù)。軟件采用技術(shù)

2、。軟件采用SIENMENSSIENMENS的的WINCCWINCC組態(tài)組態(tài)監(jiān)控。監(jiān)控。FMS-50FMS-50系統(tǒng)不僅能讓學(xué)生觀摩系統(tǒng)不僅能讓學(xué)生觀摩還能讓學(xué)生動手操作訓(xùn)練學(xué)生的動手還能讓學(xué)生動手操作訓(xùn)練學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。能力和創(chuàng)新能力。FMS 50的構(gòu)成立體倉庫立體倉庫完成組裝完成組裝模擬加工模擬加工原料輸入原料輸入主控計算機(jī)主控計算機(jī)成品輸出成品輸出物流系統(tǒng)物流系統(tǒng) FMS FMS-50系統(tǒng)由供料、測試、提取1、模擬加工、機(jī)器人、組裝、立體倉庫、提取2、分選、物流等十個分站組成。各站可協(xié)調(diào)完成氣缸的模擬組裝和分揀，各分站還可單獨(dú)進(jìn)行PLC、機(jī)器人和PROFIBUS現(xiàn)場總線的編程教學(xué)

3、。各站的結(jié)構(gòu)和功能為： 供料站：供料站由一個雙作用氣缸、一個雙作用擺缸和一個真空發(fā)生器、一個三合一閥島、五個傳感器等組成。供料站的控制部分由SIEMENS的S7-300 DP PLC支持完成由供料桶到測試站的供料任務(wù)。 測試站：測試站由一個雙作用無桿氣缸、一個雙作用氣缸、一個氣墊滑軌、一個三合一閥島、七個傳感器等組成。測試站的控制部分由SIEMENS的S7-300 DP PLC支持完成氣缸測試并把工件送到物流小車。 提取站：FMS-50有兩個提取站結(jié)構(gòu)基本一樣由一個無桿雙控氣缸、一個雙控氣缸、一個氣控抓手、一個三合一閥島、九個傳感器等組成。提取站的控制部分采用SIEMENS的S7-300 DP

4、 PLC完成把工件從物流小車送到下一站的任務(wù)。 模擬加工站：模擬加工站是FMS-50系統(tǒng)唯一的一個全電動工作站，它由三個電機(jī)、三個電磁閥和七個傳感器組成。控制部分由SIEMENS S7-300 DP PLC支持完成工件的模擬加工。 機(jī)器人和組裝站：機(jī)器人和組裝站是由三菱的RV-2AJ機(jī)器人、兩個微型雙作用氣缸、一個二合一閥島、一個兩位五通電控閥、十三個傳感器等組成。系統(tǒng)控制由三菱機(jī)器人控制器加外部電平轉(zhuǎn)換接口完成氣缸的組裝功能。 立體倉庫站：立體倉庫站由兩臺直流伺服電機(jī)、兩臺直流伺服電機(jī)控制器、一個無桿氣缸、一個氣抓手、一個二合一閥島等組成 。 控 制 部 分 采 用SIEMENS的S7-30

5、0 DP PLC加SM 374模塊，實(shí)現(xiàn)工件的暫存功能。 分 選 站 ： 分 選 站 是FMS-50的輸出站它由兩個雙控微動作氣缸、一個微氣缸、一個三合一閥島、一臺直流電機(jī)、九個傳感器組成 。 控 制 部 分 采 用SIEMENS的S7-300 DP PLC實(shí)現(xiàn)工件的分選工作。 物流站：物流站也稱傳送帶站是FMS-50系統(tǒng)最復(fù)雜的一個站它通過AS-I總線支持整個系統(tǒng)的物流交換，系統(tǒng)包括六套微型氣缸和六只單控的兩位五通氣閥、六套AS-I節(jié)點(diǎn)控制器和24只傳感器。系統(tǒng)的運(yùn)行由一臺變頻器控制四臺交流電機(jī)實(shí)現(xiàn)。控制部分采用SIEMENS的S7-300 DP PLC加CP 342 AS-I總線控制器構(gòu)成

6、系統(tǒng)控制箱。FMS 50控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 軟件軟件- I / O 方式- ASI總線- Profibus 總線- PLC 編程軟件 Setp 7-機(jī)械手編程軟件 COSIMIR -柔性系統(tǒng)控制軟件 COSIMIR Control -系統(tǒng)仿真軟件 WinCC硬件硬件-氣動教學(xué)軟件 FluidSIMFMS 50AS-INTERFACEPLCPLCPLCRoboter-Controller PLCPLCPLCPLCPLCSysLinkSysLinkSysLinkSysLinkSysLinkSysLink傳送系統(tǒng)I/O I/O 控制圖控制圖ASiPLCPLCPLC機(jī)械手控制器PLCPLCPLCPLCP

7、LCProfibus-DPPLC系統(tǒng)仿真?zhèn)魉拖到y(tǒng)Profibus DP FMS 50MTS基礎(chǔ)氣動實(shí)驗(yàn)教學(xué)試驗(yàn)臺基礎(chǔ)氣動實(shí)驗(yàn)教學(xué)試驗(yàn)臺 MTS基礎(chǔ)氣動實(shí)實(shí)驗(yàn)臺是面向本科生的基礎(chǔ)氣動試驗(yàn)而構(gòu)建的實(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。MTS可開設(shè)基礎(chǔ)氣動電氣動實(shí)驗(yàn)數(shù)十個，目前我們開設(shè)基礎(chǔ)氣動電氣動實(shí)驗(yàn)6個他們分別是：實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 氣動、電氣動實(shí)驗(yàn)元器件的認(rèn)識氣動、電氣動實(shí)驗(yàn)元器件的認(rèn)識 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 、了解氣動和電氣動有關(guān)知識及其在工業(yè)上的應(yīng)用和；2 、熟悉氣動、電氣動實(shí)驗(yàn)元器件，熟悉各元器件的功能 原理和結(jié)構(gòu)；3 、掌握基本元件的用法，能根據(jù)所學(xué)知識，設(shè)計簡單的氣動回路； 二、實(shí)驗(yàn)用元器件1、執(zhí)行元器件 名稱規(guī)格/代號

8、數(shù)量備注雙作用無桿氣缸 （機(jī)械耦合式）行程 200 mm工作壓力 28 barDGP-18-200-PPV-A1 雙作用氣缸（中空式雙向活塞桿帶盤）行程 50 mm最大工作壓力 10 barDMM-20-50-PA-S201 雙作用氣缸（方形活塞桿）行程 50 mm最大工作壓力 10 barSNUL-20-5-PPV-A1 雙作用擺動氣缸擺動角 0184最大工作壓力 8 barDSR-25-180-91 2、控制元器件 名稱規(guī)格/代號 數(shù)量 備注 磁-電式接 近開關(guān) 工作電壓1030 V DC最大工作電 20 mA 2 用于電氣控制，常開 接近開關(guān)、彈簧片開關(guān) 工作電壓1030 V DC最大工

9、作電 20 mA 4用于電氣控制，常開 電感式傳感器 工作電壓1534 V DC感應(yīng)距離 1.5 mm 2 用于電氣控制，常開 磁感應(yīng)式氣控傳感器 工作壓力 28 bar信號壓力 28 bar 4 工 作壓力 28 bar信號壓力 28 bar 常開 名稱 規(guī)格/代號 數(shù)量 備注 氣信號限位開關(guān) 壓力范圍 0.958 bar操作力 6 N額定流量 60L/min 2 常開 滾輪開關(guān) 工作壓力 0.958 bar驅(qū)動力（6 bar）12.5N 2 常開 真空開關(guān)閥 真空范圍0.2-0.95 bar 工作壓力 8 bar調(diào)節(jié)壓力 0.25-0.6bar 1 常開 真空發(fā)生器 工作壓力范圍1.510

10、 bar 真空度 Min0.85 bar 1 快速排氣閥 壓力范圍0.510 bar1 名稱 規(guī)格/代號 數(shù)量 備注 電磁閥組 額定壓力Max 8 bar工作電壓 24 VDC額定流量 500L/min 1 電磁控制閥 氣控閥組 額定壓力 Max 8 bar額定流量 500L/min 1 氣控閥 空氣壓縮機(jī)單元 壓縮機(jī) 230V/50HZ輸出壓力 Max 8 bar儲氣罐容量 1.5 L 1 空氣壓縮機(jī)和儲氣罐組成 氣動能源處理單元 輸出壓力 Max 6 bar過濾精度 Max 4微米 1由空氣過濾器、空氣調(diào)壓器、排放裝置組成 名稱 規(guī)格/代號 數(shù)量 備注 電源供給單元 輸出電壓 24VDC輸

11、出電流 5 A 1氣信號輸入單元 壓力范圍 0.988 bar額定流量100L/min 1氣信號處理單元1 壓力范圍08 bar額定流量 100L/min 1電信號輸入單元 最大額定電壓220 v最大額定電流 4 A 1電信號處理單元2 最大額定電壓220V最大額定電流4A 1 三、 實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容1、實(shí)驗(yàn)用元器件的功能原理 實(shí)驗(yàn)用的空氣過濾器和調(diào)壓器組合在一起，如左圖。調(diào)壓器的調(diào)壓過程如下：把套圈向上拉起，然后旋轉(zhuǎn)，直到壓力表顯示的壓力值達(dá)到所需數(shù)值為止。排放裝置后面接有一個紅色的旋鈕，這是一個控制壓縮空氣進(jìn)入氣動系統(tǒng)的開關(guān)。旋鈕垂直時，開關(guān)打開；反之關(guān)閉。此旋鈕可用于緊急時候的急停旋鈕，一

12、旦出現(xiàn)漏氣或其他危險情況，可用此旋雙作用氣缸（方形活塞桿）是一種雙端充氣作用的氣缸，其圖如下： 當(dāng)右端進(jìn)氣（即有氣信號）而左端無氣信號時，方形活塞桿在氣壓的作用下伸出；反之活塞桿縮回。實(shí)驗(yàn)所用的雙作用氣缸活塞桿的尾端 有環(huán)形磁鐵，在氣缸行程的兩端，氣缸外部有兩個磁感應(yīng)傳感器。這兩個磁感應(yīng)傳感器均是常閉型二位三通閥，由氣缸活塞桿尾部的磁鐵控制其開關(guān)。其它氣缸的原理是一樣的。在氣控回路中，無桿氣缸有一對滾輪開關(guān)，雙端雙作用氣缸（帶吸盤）有一對磁感應(yīng)傳感器，擺動氣缸有一對氣信號限位開關(guān)，都是常閉型二位三通閥。在電氣控制回路中，雙作用氣缸（方形活塞桿）有一對磁-電式接近開關(guān)，無桿氣缸和雙端雙作用氣缸（

13、帶吸盤）有一對接近開關(guān)、彈簧片開關(guān)，擺動氣缸有一對電感式傳感器。當(dāng)開關(guān)打開，輸出高電壓。負(fù)壓發(fā)生器的作用是產(chǎn)生真空負(fù)壓，以便吸盤吸取物品。當(dāng)1口有信號時，即有壓縮空氣進(jìn)入，2口產(chǎn)生真空負(fù)壓。真空開關(guān)閥是靠負(fù)壓作用的開關(guān)，1口接氣源，3口接真空發(fā)生器。當(dāng)負(fù)壓發(fā)生器作用時，開關(guān)打開。其負(fù)壓值可以通過螺栓調(diào)節(jié)。電磁閥組由二位三通單電控電磁閥、二位五通單（雙）電控電磁閥組成。每個電控端有兩個接口，一個接高電壓，另一個接低電壓。當(dāng)電控端有電信號時，閥門打開。氣控閥組由二位三通單氣控閥、二位五通單（雙）氣控閥組成。單向節(jié)流閥的作用是控制氣流的速度大小，其調(diào)節(jié)是通過旋轉(zhuǎn)螺栓來調(diào)節(jié)的。四、 實(shí)驗(yàn)步驟1、預(yù)習(xí)氣

14、動和電氣動基本知識，對氣動和電氣動的元器件結(jié)構(gòu)要有初步的了解和認(rèn)識；2、在老師的指導(dǎo)下，對各個實(shí)驗(yàn)元器件的功能用法要有初步的認(rèn)，對各種元器件分類記錄；3、拆卸部分元器件，做好對各個拆卸元器件的觀察，畫好結(jié)構(gòu)簡；4、清點(diǎn)各元器件，寫好實(shí)驗(yàn)報告。 思考與討論1、控制元件在氣動系統(tǒng)中起著十分重要的作用，而且控制元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此需要弄清楚控制元件的結(jié)構(gòu)和原理，請列舉幾種重要的控制元件（至少三種），要求屬于不同類型，畫出這些元件的結(jié)構(gòu)簡圖，并簡要的說明各個元件的原理。2、實(shí)驗(yàn)室所用的氣動器材是一套工業(yè)化培訓(xùn)系統(tǒng)。聯(lián)系氣動技術(shù)當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r，談一談你對這套系統(tǒng)的看法。 實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 單單 氣氣 缸缸 實(shí)

15、實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解單氣缸回路實(shí)驗(yàn)的基本原理；2、熟悉氣缸的不同控制方式； 3、掌握單氣缸回路實(shí)驗(yàn)的設(shè)計，能夠初步讀懂步驟位移圖 二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備：實(shí)驗(yàn)中所需元器件主要有：1、氣源裝置：主要包括空氣壓縮機(jī)、氣源處理單元（空氣干燥器、空氣調(diào)壓器） 、儲氣罐各一個。2、執(zhí)行元件：主要包括雙作用氣缸（方形活塞桿）一個、機(jī)械耦合式無桿氣缸一個、擺動氣缸一個； 3、組合元件：氣信號輸入單元一個，包括旋鈕式、按鈕式、限位旋鈕式、氣控手動二位三通閥個若干個，旋鈕式二位五通閥一個，組成一個組合面板。4、其它元件： 若干氣管、實(shí)驗(yàn)板、支撐件、連接件 三、 實(shí)驗(yàn)原理：單氣缸實(shí)驗(yàn)，是最簡單、最基本的

16、氣動實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，主要運(yùn)用一個旋鈕式二位五通閥來控制另外一個氣控式二位五通閥，然后用該二位五通閥來控制氣缸的伸出和回縮（思考：為什么要通過兩個二位五通閥來控制氣缸動作，而不是直接用一個二位五通閥直接控制）。其設(shè)計主要回路如下圖所示，當(dāng)旋鈕式二位五通閥（1V1）位于初始位置時，1V1的1和2的連通，使氣控式二位五通閥（1V2）的右控制端為起源氣壓；同時1V1的4，5連通排氣，1V2的左端氣控端為大氣壓。這時，氣控式二位五通閥（1V2）的1，2連通，使雙作用氣缸桿一端的氣壓為氣源氣壓，而同時，1V2的4，5連通，使氣缸端排氣。此時，氣缸處于回縮位置。當(dāng)作用旋鈕式二位三通閥時，1V1閥門切換位置

17、，使1，4端連通，1V2的左端為氣源氣壓；同時，1V1的2，3端連通排氣，1V2的右控制端為大氣壓，1V2二位五通閥也切換位置，使得氣缸端的氣壓為氣源氣壓，同時2，3連通，使氣缸桿端排氣。此時，由于氣壓差，氣缸伸出，完成動作。 圖（1） 雙作用氣缸實(shí)驗(yàn)回路圖 圖（2） 實(shí)驗(yàn)步驟位移圖 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、用旋鈕式二位五通閥控制不同的氣缸用氣源輸入信號上的二位五通閥控制氣缸，使其完成氣缸伸出和回縮的功能，具體的實(shí)驗(yàn)步驟如下：1）連接氣源處理裝置輸出口和氣源輸入信號上的二位五通閥的輸入口2）將二位五通閥的兩個輸出口分別和雙作用氣缸的輸入口相連接3）檢查各個連接是否連接完畢 4）打開氣源開關(guān)5） 來回

18、撥動二位五通閥的控制旋鈕，觀察氣缸的位置變化6）切斷氣源開關(guān)7）把雙作用氣缸的兩個輸入口，改接到節(jié)流閥的兩個輸入端，節(jié)流閥的兩個分別接到輸出端機(jī)械耦合式無桿缸的輸入口上8）打開氣源開關(guān)9）觀察機(jī)械耦合式無桿缸的動作情況，并同雙作用氣缸的動作相比較，分析不同點(diǎn)和原因10）調(diào)節(jié)節(jié)流閥的流通量，觀察機(jī)械耦合式無桿缸的動作變化11）切斷氣源開關(guān)12）再將機(jī)械耦合式無桿缸兩端的輸入口改接到擺動氣缸的兩端13）打開氣源開關(guān)14）觀察擺動氣缸的動作情況，注意擺動氣缸的限位和角度的調(diào)節(jié)15）拆卸各個連接，整理元器件，清理實(shí)驗(yàn)臺。 2、設(shè)計不同的控制方式來控制雙作用氣缸設(shè)計不同的控制方式來控制同一氣缸的動作，可

19、以通過實(shí)驗(yàn)，比較不同的控制方式的作用和應(yīng)用場合，具體的實(shí)驗(yàn)步驟如下：1）連接氣源處理裝置輸出口和氣源輸入信號上的旋鈕式二位五通閥的輸入口2）將二位五通閥的兩個輸出口分別和雙作用氣缸的輸入口相連接3）打開氣源開關(guān)4）操作旋鈕式二位五通閥，觀察雙作用氣缸的動作5）切斷氣源開關(guān)6）分別將旋鈕式二位五通閥換成按鈕式和限位式按鈕開關(guān)閥，觀察氣缸的動作情況，了解各個閥的不同應(yīng)用場合7）切斷氣源開關(guān)拆卸各個連接，整理元器件，清理實(shí) 五、實(shí)驗(yàn)討論：1. 在實(shí)驗(yàn)過程中，用相同的控制閥們控制不同的作用氣缸，為什么氣缸的速度會有明顯的差別？2. 怎樣調(diào)節(jié)擺動氣缸的進(jìn)出速度和擺動角度的大?。繛槭裁床荒芟駟蜗蚬?jié)流閥那樣

20、，通過單獨(dú)的調(diào)節(jié)一端的大小，來控制相應(yīng)一端的速度（即同時對另外一端的速度也會有影響）？3. 在氣動實(shí)驗(yàn)的回路圖中，為什么要通過一個手動式二位五通閥來控制氣控式二位五通閥，通過氣控式二位五通閥來控制氣缸的動作，而不是直接通過一個手動式二位五通閥來控制氣缸的動作？在實(shí)驗(yàn)時，通過直接連接二位五通閥和雙作用氣缸，觀察有什么不同，并分析原因。 實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 氣動邏輯元件的簡單實(shí)驗(yàn)氣動邏輯元件的簡單實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解氣動邏輯元件基本結(jié)構(gòu)和工作原理；2、熟悉氣動邏輯元件的作用及用法；3、掌握邏輯回路的設(shè)計 二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備：1、氣源元件：主要包括空氣壓縮機(jī)、氣源處理單元（包括空氣干燥 器、空氣調(diào)

21、壓器）、儲氣罐2、執(zhí)行元件：雙作用氣缸一個3、控制元件： 氣控閥組一個、磁感應(yīng)控制開關(guān)1、組合元件氣信號輸入元件、邏輯信號單元。其中邏輯信號單元包括“與”邏輯（雙壓閥）三個、“或”邏輯（梭閥）三個、壓力開關(guān)閥一個、常開氣控延時閥一個、常閉氣控延時閥一個。其實(shí)物圖如下所示：2、其他元件：若干氣管、試驗(yàn)臺、支撐件、連接件等三、 實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)中用到的邏輯元件主要是梭閥和雙壓閥，所以這里主要介紹這兩種邏輯器件。梭閥：主要實(shí)現(xiàn)“或”邏輯的邏輯器件，即當(dāng)兩個輸入端只要有一個有高壓信號輸入時，輸出端就有信號輸出。其結(jié)構(gòu)和實(shí)物圖示如下所示：應(yīng)用時，1為輸入端，2為輸出端。當(dāng)有一端為高氣壓，一端為低氣壓時（如

22、圖），高氣壓端推動中間的閥門向左運(yùn)動，使得右端和輸出端接通；當(dāng)兩端均為高氣壓時，兩邊的壓力相當(dāng)，閥門被“擠”在中間，兩邊均與2相同；當(dāng)兩端均為低氣壓時，不管那個與2相通，輸出都為低氣壓。 圖（1） 雙壓閥：主要實(shí)現(xiàn)“與”邏輯的邏輯器件，即只有在兩個輸入端全為高壓信號輸入時，輸出端才會是高壓信號，否則，全部都是低壓信號。其結(jié)構(gòu)和實(shí)物圖示如下所示：應(yīng)用時，1為輸入端，2為輸出端。當(dāng)兩端均為高壓輸入時，兩邊的壓力相當(dāng)，中間控制端被“擠”在中間位置，兩邊都可與2相通；當(dāng)有一端為低壓信號時（如圖），高氣壓一端“迫使”中間控制端“封堵”右端與2的連接，反而左端與2相通，由于左端為低氣壓，所以，輸出也為低氣

23、壓。 圖（2） 梭閥控制雙作用氣缸兩個不同的按鈕可以控制同一個氣缸的運(yùn)動，實(shí)驗(yàn)的回路圖如下所示： 圖（3） 梭閥控制雙作用氣缸回路圖2、用雙壓閥控制雙作用氣缸夾持氣缸伸出的操作條件是產(chǎn)品傳感器和操作按鈕之間的邏輯“與”作用。因此，若采用一個雙壓閥來聯(lián)結(jié)來自旋鈕式二位三通閥和按鈕式二位三通閥的信號，就可以滿足邏輯條件。雙壓閥在兩個二位三通閥的輸出端之間。當(dāng)按下任一按鈕時，在雙壓閥的相應(yīng)一端就產(chǎn)生了一個信號，這信號不能通過雙壓閥，使得輸出為低壓信號，即為邏輯“0”當(dāng)同時按下兩個按鈕時，雙壓閥開啟，輸出信號為高壓信號，即為邏輯“1”，此時驅(qū)動二位五通閥切換位置，使氣缸運(yùn)動。圖（4） 雙壓閥控制雙作用

24、氣缸回路圖四、 實(shí)驗(yàn)步驟和內(nèi)容1. 預(yù)習(xí)氣動知識，寫好預(yù)習(xí)報告，清楚邏輯元件的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，掌握簡單邏輯元件的回路設(shè)計；2. 點(diǎn)實(shí)驗(yàn)臺上的氣動元器件，準(zhǔn)備作實(shí)驗(yàn)；3. 按氣動系統(tǒng)回路圖連線：1) 連接氣源處理裝置輸出口和按鈕式二位五通閥、旋鈕式二位五通閥、氣控閥組上的二位五通閥、雙作用氣缸上的磁感應(yīng)開關(guān)（二位三通閥）的氣源輸入端；2) 把按鈕式二位三通閥和旋鈕式二位三通閥的輸出端分別連接到梭閥的兩個輸入端3) 將梭閥的輸出端連接到氣控式二位五通閥的一個控制端4) 將磁感應(yīng)開關(guān)的輸出端連接到氣控式二位五通閥的另一個控制端5) 把氣控式二位五通閥的兩個輸出端分別連接到雙作用氣缸的兩個輸入端4. 檢查

25、實(shí)驗(yàn)各個接口是否連接完全5. 打開空氣調(diào)壓器后接的旋鈕開關(guān)，讓系統(tǒng)回路通氣；6. 按照實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，看否達(dá)到實(shí)驗(yàn)的預(yù)定要求；7. 關(guān)閉氣源，拆卸系統(tǒng)，清理并放好元件；書寫、整理實(shí)驗(yàn)報 五、實(shí)驗(yàn)討論：1. 雙壓閥和梭閥的主要作用是什么，在現(xiàn)實(shí)生活中，具體有什么應(yīng)用？2. 利用雙壓閥和梭閥，實(shí)現(xiàn)或非，與非，異或的邏輯功能，畫出實(shí)驗(yàn)的回路圖。時間允許的話，在實(shí)驗(yàn)臺上演示，驗(yàn)證。 實(shí)驗(yàn)四、雙氣缸聯(lián)動實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四、雙氣缸聯(lián)動實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解雙氣缸順序控制實(shí)驗(yàn)的基本原理； 2、熟悉傳感器在順序控制中的作用，并學(xué)會簡單應(yīng)用；3、初步掌握根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計實(shí)驗(yàn)回路，學(xué)會畫實(shí)驗(yàn)回路圖

26、和根據(jù)實(shí)驗(yàn)回路圖，畫步驟位移圖； 二、 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備：該實(shí)驗(yàn)所需的元器件主要有：1、氣源元件： 主要包括空氣壓縮機(jī)、氣源處理單元（包括空氣干燥器、空氣調(diào)壓器）、儲氣罐2、執(zhí)行元件：雙作用氣缸一個、雙活塞桿缸一個、擺動氣缸一個。其中的雙活塞桿缸，是一種兩端均有活塞桿的氣缸，其實(shí)物圖和符號如下圖所示：3、控制元件：氣控閥組一個、單向節(jié)流閥兩個、磁感應(yīng)式氣控傳感器兩個。其中的磁感應(yīng)式氣控傳感器是安裝在雙作用氣缸上的，可以用來控制氣缸行程的控制元件，其實(shí)質(zhì)就是一個二位三通閥，其實(shí)物和符號如下所示：4、組合元件： 氣信號輸入單元一個5、其它元件： 若干氣管、實(shí)驗(yàn)板、支撐件、連接件 三、 實(shí)驗(yàn)原理：雙氣

27、缸的同時控制實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上就是用一個同一個閥門，來同時控制兩個不同的氣缸，基本原理和單氣缸的實(shí)驗(yàn)原理完全一樣，只要在閥門的輸出端同時接兩個不同氣缸的輸入端接口。雙氣缸順序控制實(shí)驗(yàn)，是通過氣缸兩邊的傳感器進(jìn)行行程的控制、限位和反饋，從而實(shí)現(xiàn)雙氣缸的順序控制。具體實(shí)現(xiàn)過程如下：兩個氣缸A1,A2處于原始位置。通過控制閥門，使氣缸A1伸出。由于在該氣缸的伸出端裝有傳感器1S1，當(dāng)氣缸活塞一到達(dá)，傳感器1S1感應(yīng)，接通開關(guān)閥門（這樣的傳感器實(shí)際上就是一個由磁感應(yīng)控制的二位三通閥），使得氣源通過這個閥門接通另一氣缸A2的活塞桿一端，使氣缸A2伸出，從而完成雙氣缸的單方向的順序控制。當(dāng)再次作用控制閥門，氣缸

28、A2首先縮回，當(dāng)氣缸A2完全縮回到氣缸的初始位置時，在該位置的磁感應(yīng)傳感器1S2接通，從而使得氣缸A1的活塞端通過該閥門與氣源接通，氣缸A1回縮。從而完成了氣缸的整個循環(huán)動作。其流程圖如下： 根據(jù)上面的要求，設(shè)計的回路如下：四、 實(shí)驗(yàn)步驟和內(nèi)容：1、用旋鈕式二位五通閥同時控制兩個氣缸用氣源輸入信號上的二位五通閥控制氣缸，使其完成同時雙作用氣缸和雙活塞桿缸的控制，使其同時完成伸出和回縮的動作。實(shí)驗(yàn)要求如下：用一個旋鈕式二位五通閥控制氣控式二位五通閥，用該二位五通閥同時控制雙作用氣缸和雙活塞桿缸，同時要求在雙作用氣缸的伸出控制端前面連接節(jié)流閥，用以調(diào)節(jié)氣缸的速度，使其真正實(shí)現(xiàn)氣缸的同時作用,具體的

29、實(shí)驗(yàn)步驟如下：1) 根據(jù)上面的要求，設(shè)計實(shí)驗(yàn)回路圖2) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)回路圖，連接各個元器件3) 檢查各個元器件的連接情況，保證連接安全4) 打開氣源開關(guān)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察兩個氣缸的動作，能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定的動作5) 調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使兩個氣缸真正完成“同時”動作6) 切斷氣源開關(guān)7) 拆卸各個連接，整理元器件，清理實(shí)驗(yàn)臺。2、雙氣缸的順序動作通過傳感器的控制，限位作用來控制氣缸的動作時間，從而實(shí)現(xiàn)兩個氣缸的順序控制，具體的實(shí)驗(yàn)步驟如下：1) 連接氣源處理裝置輸出口和氣源輸入信號上的旋鈕式二位五通閥的輸入口2) 將旋鈕式二位五通閥的兩個輸出口分別氣控式二位五通閥的兩個控制端3) 氣控式二位五通閥的一個輸出端通過

30、一個三接口連接傳感器（磁感應(yīng)開關(guān)）2的輸入端和雙活塞桿缸的回縮控制端4) 傳感器2的輸出端連接雙作用氣缸的回縮控制端5) 氣控式二位五通閥的另外一個輸出端也通過三接口連接傳感器（磁感應(yīng)開關(guān)）1的輸入端和雙作用氣缸的伸出控制端6) 傳感器1的輸出端連接雙活塞桿缸的伸出控制端7) 檢查各個接口連接8) 打開氣源開關(guān)9) 通過旋鈕式二位五通閥，控制氣缸運(yùn)動，觀察兩個氣缸伸出和回縮時的動作順序，是否滿足預(yù)先設(shè)計的要求10) 切斷氣源開關(guān)拆卸各個連接 11) 改用雙活塞桿缸和擺動氣缸實(shí)現(xiàn)雙氣缸的順序控制12) 整理元器件，清理實(shí)驗(yàn)臺13) 認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報告五、實(shí)驗(yàn)討論：1. 雙氣缸同時作用時，調(diào)節(jié)節(jié)流閥

31、，使伸出有先后，為什么在伸出以后，另一氣缸的速度會突然加快？2. 畫出雙氣缸同時控制的回路圖和步驟位移圖，畫出雙氣缸順序控制的步驟位移圖。3. 怎樣通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)氣缸行程？不用節(jié)流閥能夠調(diào)節(jié)氣缸的行程嗎？如果能，怎樣調(diào)節(jié)？ 4. 雙氣缸順序控制在實(shí)際生活中有什么應(yīng)用？舉例說明。實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 多氣缸聯(lián)動實(shí)驗(yàn)多氣缸聯(lián)動實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、前幾個實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計多氣缸的回路，了解相關(guān)工業(yè)上的應(yīng)用實(shí)例和氣動控制工業(yè)的發(fā)展前景。2、進(jìn)一步熟悉氣動電氣動元器件的綜合運(yùn)用，初步掌握時序控制系統(tǒng)各元器件的功能用法。3、掌握多氣缸回路的設(shè)計方法，尤其是時序控制部分和邏輯控制部分的設(shè)計。 二、實(shí)驗(yàn)元件 1、氣源元

32、件： 主要包括空氣壓縮機(jī)、氣源處理單元（包括空氣干燥器、空氣調(diào)壓 器、排放裝置）、儲氣罐 2、執(zhí)行元件： 主要有方形活塞桿雙作用氣缸一個、雙端活塞桿雙作用缸（帶吸盤 ）一個、機(jī)械耦合式無桿氣缸一個、擺動氣缸一個； 3、控制元件： 主要有磁感應(yīng)式氣控傳感器四個、滾輪開關(guān)兩個、氣控閥組一個、單 節(jié)流閥三個、延時閥（常閉）一個、真空發(fā)生器一個； 4、組合元件： 氣信號輸入單元一個、氣信號處理單元一個 5、其他： 若干個氣管、實(shí)驗(yàn)板、支撐件、連接件 三、實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容工業(yè)上運(yùn)用氣動控制系統(tǒng)的例子很多尤其是自動化生產(chǎn)線。在自動化生產(chǎn)線上，物品從一個地方傳送到另一個地方。在傳送的過程中，物品經(jīng)過幾道加工工

33、序，這樣既可實(shí)現(xiàn)自動控制，又可提高工作效率。而其中傳送過程可以經(jīng)過簡單化抽象成一個多氣缸系統(tǒng)模型。當(dāng)一個汽缸在控制信號的作用下運(yùn)動將物品傳送到抓手（模型中為吸盤）位置，物品被抓起，然后物品被送到另一個位置，即卸放位置，然后抓手松開，放下物品，物品在又一個氣缸的作用下傳送到位。整個系統(tǒng)通過磁感應(yīng)器、限位開關(guān)、滾輪開關(guān)和控制閥的作用來控制系統(tǒng)的時序。每個氣缸的行程位置控制磁感應(yīng)器、限位開關(guān)、滾輪開關(guān)和控制閥的開關(guān)。這樣就可以達(dá)到時序控制的目的。由于抽象化后的氣缸的動作和動作的時序是一定的，這樣系統(tǒng)的設(shè)計關(guān)鍵就是控制部分。在控制部分中，要考慮到吸盤吸氣放氣和四個氣缸的動作順序的協(xié)調(diào)控制問題。其回路圖

34、如圖（3）。 圖（1） 各個閥門的位移步驟圖 其動作如下： 旋轉(zhuǎn)旋鈕，使氣缸A1，A2同時向右伸出（對應(yīng)實(shí)驗(yàn)臺上，A2為向下伸出），由于A1進(jìn)氣口接有單向節(jié)流閥，所以，調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥，使A2稍微慢于A1到達(dá)終點(diǎn)位置。在A1剛到達(dá)右端，磁感應(yīng)器感應(yīng)接通1S2，使真空發(fā)生器產(chǎn)生真空，吸盤A4吸起物體。再旋轉(zhuǎn)旋鈕，此時，二位五通閥切換位置，A1右端沒有氣源輸入，故不動；A2向左（即上升），同時吸住物體。在A2到達(dá)最左端（即最上端）時，2S1感應(yīng)，接通2S1，使得無桿缸A3和擺動氣缸A5同時運(yùn)動。而氣缸A3的運(yùn)動，帶著物體從左端“輸送”到右端。在到達(dá)右端時，3S2感應(yīng)接通，此時，再次旋轉(zhuǎn)旋鈕，氣缸A2

35、向右（即向下）運(yùn)動，在到達(dá)右端時，2S2再次感應(yīng)接通，使得氣缸A1回縮，真空發(fā)生器無氣源輸入，不產(chǎn)生真空，吸盤放下物體，同時，在氣缸A1到達(dá)左端時，1S1感應(yīng)接通，延時閥開啟，此時，再迅速旋轉(zhuǎn)旋鈕，氣缸A2向左運(yùn)動。通過調(diào)節(jié)延時閥，在A2到達(dá)左端時，使氣缸A3，A5恢復(fù)原始位置。至此，完成氣缸的一個循環(huán)運(yùn)動。整個動作過程對應(yīng)各個氣缸和閥門的位移步驟圖見圖（1）和（2）。圖（2） 各個氣缸的位移步驟圖 圖（2） 多氣缸聯(lián)動回路圖 四、 實(shí)驗(yàn)步驟1、預(yù)習(xí)相關(guān)氣動知識，寫好預(yù)習(xí)報告，弄清楚實(shí)驗(yàn)原理，畫出回路圖；2、清點(diǎn)實(shí)驗(yàn)元件，做好安全檢查，打開氣源，準(zhǔn)備作實(shí)驗(yàn)；3、按氣動系統(tǒng)回路圖連線：（1） 首

36、先通過調(diào)壓器后接的旋鈕關(guān)閉進(jìn)入氣控閥組的氣流；（2） 連接氣源裝置和信號輸入元件，用氣控閥組作氣源，即手控2位5通閥和滾輪開關(guān)；注：“1S1”、“1S2”、“2S1”、“2S2”、“3S1”、“3S2”均為各個氣缸的位置，對應(yīng)每個位置都有一個磁感應(yīng)器或限位開關(guān)或滾輪開關(guān)，可以通過氣缸活塞的位置，控制其它元器件的開關(guān)或動作。（3） 連接手控2位5通閥和氣控2位5通閥；（4） 連接氣控2位5通閥與輔助元件及執(zhí)行汽缸1.0、2.0；（5） 連接氣源（即氣控或電氣控閥組）與氣缸1.0的兩個磁傳感器和延時；（6） 連接輔助元件真空發(fā)生器、磁傳感器以及單向節(jié)流閥和執(zhí)行元件氣缸3.0、4.0以及吸盤；（7）

37、 檢查連接的回路，保證沒有漏接和接錯的情況。4、打開空氣調(diào)壓器后接的旋鈕開關(guān)，讓系統(tǒng)回路通氣；5、按照實(shí)驗(yàn)原理通過手動控制手控2位5通閥作實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，看是不是能完成實(shí)驗(yàn)的預(yù)定動作；6、關(guān)閉氣源，拆卸系統(tǒng)，清理并放好元件；寫實(shí)驗(yàn)報告。 五、思考和討論 1、在氣控系統(tǒng)的信號輸入階段，用了一個手控2位5通閥控制一個 氣控2位5通閥，然后由這個氣控2位5通閥控制信號的處理和后續(xù)作，這是為什么？ 2、系統(tǒng)的控制部分可否用其他方法實(shí)現(xiàn)？畫出其回路圖（至少一 種），并比較這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)。如果可能，可以實(shí)際連線操作，觀察實(shí)驗(yàn)過程，畫出其位移-步驟圖。 3、系統(tǒng)中有些環(huán)節(jié)是可調(diào)的，如氣缸A1的進(jìn)氣速度和延時閥的延 長時間，請說明這些環(huán)節(jié)的工作原理，并畫出延時閥的結(jié)構(gòu)簡圖。 實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 電氣動實(shí)驗(yàn)電氣動實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 認(rèn)識了解電氣動實(shí)驗(yàn)元器件，了解各元件的工作原理，了解電氣動在工業(yè)上的應(yīng)用和發(fā)展前景。2. 熟悉