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1、FMS-50教学设备 FMS-50FMS-50系统是一套先进的机电一体化教学设备。FMS-50FMS-50系统的先进性体现在它的构成体现了当今国际流行的FMSFMS概念，采用FESTOFESTO公司先进的气动元件和SIEMENSSIEMENS公司的新型PLC PLC 和现场总线技术。软件采用SIENMENSSIENMENS的WINCCWINCC组态监控。FMS-50FMS-50系统不仅能让学生观摩还能让学生动手操作训练学生的动手能力和创新能力。第1页/共67页第2页/共67页FMS50的构成立体仓库完成组装模拟加工原料输入主控计算机成品输出物流系统第3页/共67页 FMS FMS-50系统由供
2、料、测试、提取1、模拟加工、机器人、组装、立体仓库、提取2、分选、物流等十个分站组成。各站可协调完成气缸的模拟组装和分拣，各分站还可单独进行PLC、机器人和PROFIBUS现场总线的编程教学。各站的结构和功能为：第4页/共67页供料站：供料站由一个双作用气缸、一个双作用摆缸和一个真空发生器、一个三合一阀岛、五个传感器等组成。供料站的控制部分由SIEMENS的S7-300 DP PLC支持完成由供料桶到测试站的供料任务。第5页/共67页测试站：测试站由一个双作用无杆气缸、一个双作用气缸、一个气垫滑轨、一个三合一阀岛、七个传感器等组成。测试站的控制部分由SIEMENS的S7-300 DP PLC支
3、持完成气缸测试并把工件送到物流小车。第6页/共67页提取站：FMS-50有两个提取站结构基本一样由一个无杆双控气缸、一个双控气缸、一个气控抓手、一个三合一阀岛、九个传感器等组成。提取站的控制部分采用SIEMENS的S7-300 DP PLC完成把工件从物流小车送到下一站的任务。第7页/共67页 模拟加工站：模拟加工站是FMS-50系统唯一的一个全电动工作站，它由三个电机、三个电 磁 阀 和 七 个 传 感 器 组 成。控 制 部 分 由SIEMENS S7-300 DP PLC支持完成工件的模拟加工。第8页/共67页 机器人和组装站：机器人和组装站是由三菱的RV-2AJ机器人、两个微型双作用气
4、缸、一个二合一阀岛、一个两位五通电控阀、十三个传感器等组成。系统控制由三菱机器人控制器加外部电平转换接口完成气缸的组装功能。第9页/共67页立体仓库站：立体仓库站由两台直流伺服电机、两台直流伺服电机控制器、一个无杆气缸、一个气抓手、一个二合一阀岛等组成。控制部分采用SIEMENS的S7-300 DP PLC加SM 374模块，实现工件的暂存功能。第10页/共67页分选站：分选站是FMS-50的输出站它由两个双控微动作气缸、一个微气缸、一个三合一阀岛、一台直流电机、九个传感器组成。控制部分采用SIEMENS的S7-300 DP PLC实现工件的分选工作。第11页/共67页物流站：物流站也称传送带
5、站是FMS-50系统最复杂的一个站它通过AS-I总线支持整个系统的物流交换，系统包括六套微型气缸和六只单控的两位五通气阀、六套AS-I节点控制器和24只传感器。系统的运行由一台变频器控制四台交流电机实现。控制部分采用SIEMENS的S7-300 DP PLC加CP 342 AS-I总线控制器构成系统控制箱。第12页/共67页FMS 50控制系统软件-I/O方式-ASI总线-Profibus总线-PLC编程软件Setp7-机械手编程软件COSIMIR-柔性系统控制软件COSIMIRControl-系统仿真软件WinCC硬件-气动教学软件FluidSIM第13页/共67页FMS 50AS-INTE
6、RFACEPLCPLCPLCRoboter-ControllerPLCPLCPLCPLCPLCSysLinkSysLinkSysLinkSysLinkSysLinkSysLink传送系统I/O I/O 控制图第14页/共67页ASiPLCPLCPLC机械手控制器PLCPLCPLCPLCPLCProfibus-DPPLC系统仿真传送系统Profibus DP FMS 50第15页/共67页MTS基础气动实验教学试验台MTS基础气动实验台是面向本科生的基础气动试验而构建的实验设备。MTS可开设基础气动电气动实验数十个，目前我们开设基础气动电气动实验6个他们分别是：第16页/共67页实验一 气动、电
7、气动实验元器件的认识一、实验目的1、了解气动和电气动有关知识及其在工业上的应用和；2、熟悉气动、电气动实验元器件，熟悉各元器件的功能原理和结构；3、掌握基本元件的用法，能根据所学知识，设计简单的气动回路；第17页/共67页二、实验用元器件1、执行元器件 名称规格/代号数量备注双作用无杆气缸（机械耦合式）行程200mm工作压力28barDGP-18-200-PPV-A1双作用气缸（中空式双向活塞杆带盘）行程50mm最大工作压力10barDMM-20-50-PA-S201双作用气缸（方形活塞杆）行程50mm最大工作压力10barSNUL-20-5-PPV-A1双作用摆动气缸摆动角0184最大工作压
8、力8barDSR-25-180-91第18页/共67页2、控制元器件 名称规格/代号数量备注磁-电式接 近开关工作电压1030VDC最大工作电20mA2用于电气控制，常开接近开关、弹簧片开关工作电压1030VDC最大工作电20mA4用于电气控制，常开电感式传感器工作电压1534VDC感应距离1.5mm2用于电气控制，常开磁感应式气控传感器工作压力28bar信号压力28bar4工 作压 力 28bar信号压力28bar常开第19页/共67页 名称 规格/代号 数量 备注气信号限位开关压力范围0.958bar操作力6N额定流量60L/min2 常开 滚轮开关工作压力0.958bar驱动力（6bar
9、）12.5N2 常开 真空开关阀真空范围0.2-0.95bar工作压力8bar调节压力0.25-0.6bar1 常开 真空发生器工作压力范围1.510bar真空度Min0.85bar1快速排气阀压力范围0.510bar1第20页/共67页 名称 规格/代号 数量 备注 电磁阀组额定压力Max8bar工作电压24VDC额定流量500L/min1 电磁控制阀 气控阀组额定压力Max8bar额定流量500L/min1 气控阀空气压缩机单元压缩机230V/50HZ输出压力Max8bar储气罐容量1.5L1空气压缩机和储气罐组成气动能源处理单元输出压力Max6bar过滤精度Max4微米1由空气过滤器、空
10、气调压器、排放装置组成第21页/共67页 名称 规格/代号数量 备注电源供给单元输出电压24VDC输出电流5A1气信号输入单元压力范围0.988bar额定流量100L/min1气信号处理单元1压力范围08bar额定流量100L/min1电信号输入单元最大额定电压220v最大额定电流4A1电信号处理单元2最大额定电压220V最大额定电流4A1第22页/共67页三、实验原理和内容1、实验用元器件的功能原理实验用的空气过滤器和调压器组合在一起，如左图。调压器的调压过程如下：把套圈向上拉起，然后旋转，直到压力表显示的压力值达到所需数值为止。排放装置后面接有一个红色的旋钮，这是一个控制压缩空气进入气动系
11、统的开关。旋钮垂直时，开关打开；反之关闭。此旋钮可用于紧急时候的急停旋钮，一旦出现漏气或其他危险情况，可用此旋第23页/共67页双作用气缸（方形活塞杆）是一种双端充气作用的气缸，其图如下：当右端进气（即有气信号）而左端无气信号时，方形活塞杆在气压的作用下伸出；反之活塞杆缩回。实验所用的双作用气缸活塞杆的尾端有环形磁铁，在气缸行程的两端，气缸外部有两个磁感应传感器。这两个磁感应传感器均是常闭型二位三通阀，由气缸活塞杆尾部的磁铁控制其开关。其它气缸的原理是一样的。在气控回路中，无杆气缸有一对滚轮开关，双端双作用气缸（带吸盘）有一对磁感应传感器，摆动气缸有一对气信号限位开关，都是常闭型二位三通阀。在
12、电气控制回路中，双作用气缸（方形活塞杆）有一对磁-电式接近开关，无杆气缸和双端双作用气缸（带吸盘）有一对接近开关、弹簧片开关，摆动气缸有一对电感式传感器。当开关打开，输出高电压。第24页/共67页负压发生器的作用是产生真空负压，以便吸盘吸取物品。当1口有信号时，即有压缩空气进入，2口产生真空负压。真空开关阀是靠负压作用的开关，1口接气源，3口接真空发生器。当负压发生器作用时，开关打开。其负压值可以通过螺栓调节。电磁阀组由二位三通单电控电磁阀、二位五通单（双）电控电磁阀组成。每个电控端有两个接口，一个接高电压，另一个接低电压。当电控端有电信号时，阀门打开。气控阀组由二位三通单气控阀、二位五通单（
13、双）气控阀组成。单向节流阀的作用是控制气流的速度大小，其调节是通过旋转螺栓来调节的。第25页/共67页四、实验步骤1、预习气动和电气动基本知识，对气动和电气动的元器件结构要有初步的了解和认识；2、在老师的指导下，对各个实验元器件的功能用法要有初步的认，对各种元器件分类记录；3、拆卸部分元器件，做好对各个拆卸元器件的观察，画好结构简；4、清点各元器件，写好实验报告。思考与讨论1、控制元件在气动系统中起着十分重要的作用，而且控制元件结构复杂，因此需要弄清楚控制元件的结构和原理，请列举几种重要的控制元件（至少三种），要求属于不同类型，画出这些元件的结构简图，并简要的说明各个元件的原理。2、实验室所用
14、的气动器材是一套工业化培训系统。联系气动技术当前的发展状况，谈一谈你对这套系统的看法。第26页/共67页实验二 单 气 缸 实 验 一、实验目的：1、了解单气缸回路实验的基本原理；2、熟悉气缸的不同控制方式；3、掌握单气缸回路实验的设计，能够初步读懂步骤位移图 第27页/共67页二、实验仪器和设备：实验中所需元器件主要有：1、气源装置：主要包括空气压缩机、气源处理单元（空气干燥器、空气调压器）、储气罐各一个。2、执行元件：主要包括双作用气缸（方形活塞杆）一个、机械耦合式无杆气缸一个、摆动气缸一个；3、组合元件：气信号输入单元一个，包括旋钮式、按钮式、限位旋钮式、气控手动二位三通阀个若干个，旋钮
15、式二位五通阀一个，组成一个组合面板。4、其它元件：若干气管、实验板、支撑件、连接件第28页/共67页三、实验原理：单气缸实验，是最简单、最基本的气动实验。实验过程中，主要运用一个旋钮式二位五通阀来控制另外一个气控式二位五通阀，然后用该二位五通阀来控制气缸的伸出和回缩（思考：为什么要通过两个二位五通阀来控制气缸动作，而不是直接用一个二位五通阀直接控制）。其设计主要回路如下图所示，当旋钮式二位五通阀（1V1）位于初始位置时，1V1的1和2的连通，使气控式二位五通阀（1V2）的右控制端为起源气压；同时1V1的4，5连通排气，1V2的左端气控端为大气压。这时，气控式二位五通阀（1V2）的1，2连通，使
16、双作用气缸杆一端的气压为气源气压，而同时，1V2的4，5连通，使气缸端排气。此时，气缸处于回缩位置。当作用旋钮式二位三通阀时，1V1阀门切换位置，使1，4端连通，1V2的左端为气源气压；同时，1V1的2，3端连通排气，1V2的右控制端为大气压，1V2二位五通阀也切换位置，使得气缸端的气压为气源气压，同时2，3连通，使气缸杆端排气。此时，由于气压差，气缸伸出，完成动作。第29页/共67页 图（1）双作用气缸实验回路图 第30页/共67页图（2）实验步骤位移图第31页/共67页四、实验内容：1、用旋钮式二位五通阀控制不同的气缸用气源输入信号上的二位五通阀控制气缸，使其完成气缸伸出和回缩的功能，具体
17、的实验步骤如下：1）连接气源处理装置输出口和气源输入信号上的二位五通阀的输入口2）将二位五通阀的两个输出口分别和双作用气缸的输入口相连接3）检查各个连接是否连接完毕4）打开气源开关5）来回拨动二位五通阀的控制旋钮，观察气缸的位置变化6）切断气源开关7）把双作用气缸的两个输入口，改接到节流阀的两个输入端，节流阀的两个分别接到输出端机械耦合式无杆缸的输入口上8）打开气源开关9）观察机械耦合式无杆缸的动作情况，并同双作用气缸的动作相比较，分析不同点和原因10）调节节流阀的流通量，观察机械耦合式无杆缸的动作变化11）切断气源开关12）再将机械耦合式无杆缸两端的输入口改接到摆动气缸的两端13）打开气源开
18、关14）观察摆动气缸的动作情况，注意摆动气缸的限位和角度的调节15）拆卸各个连接，整理元器件，清理实验台。第32页/共67页2、设计不同的控制方式来控制双作用气缸设计不同的控制方式来控制同一气缸的动作，可以通过实验，比较不同的控制方式的作用和应用场合，具体的实验步骤如下：1）连接气源处理装置输出口和气源输入信号上的旋钮式二位五通阀的输入口2）将二位五通阀的两个输出口分别和双作用气缸的输入口相连接3）打开气源开关4）操作旋钮式二位五通阀，观察双作用气缸的动作5）切断气源开关6）分别将旋钮式二位五通阀换成按钮式和限位式按钮开关阀，观察气缸的动作情况，了解各个阀的不同应用场合7）切断气源开关拆卸各个
19、连接，整理元器件，清理实第33页/共67页五、实验讨论：1.在实验过程中，用相同的控制阀们控制不同的作用气缸，为什么气缸的速度会有明显的差别？2.怎样调节摆动气缸的进出速度和摆动角度的大小？为什么不能像单向节流阀那样，通过单独的调节一端的大小，来控制相应一端的速度（即同时对另外一端的速度也会有影响）？3.在气动实验的回路图中，为什么要通过一个手动式二位五通阀来控制气控式二位五通阀，通过气控式二位五通阀来控制气缸的动作，而不是直接通过一个手动式二位五通阀来控制气缸的动作？在实验时，通过直接连接二位五通阀和双作用气缸，观察有什么不同，并分析原因。第34页/共67页实验三 气动逻辑元件的简单实验 一
20、、实验目的1、了解气动逻辑元件基本结构和工作原理；2、熟悉气动逻辑元件的作用及用法；3、掌握逻辑回路的设计第35页/共67页二、实验仪器和设备：1、气源元件：主要包括空气压缩机、气源处理单元（包括空气干燥器、空气调压器）、储气罐2、执行元件：双作用气缸一个3、控制元件：气控阀组一个、磁感应控制开关1、组合元件气信号输入元件、逻辑信号单元。其中逻辑信号单元包括“与”逻辑（双压阀）三个、“或”逻辑（梭阀）三个、压力开关阀一个、常开气控延时阀一个、常闭气控延时阀一个。其实物图如下所示：2、其他元件：若干气管、试验台、支撑件、连接件等第36页/共67页三、实验原理：实验中用到的逻辑元件主要是梭阀和双压
21、阀，所以这里主要介绍这两种逻辑器件。梭阀：主要实现“或”逻辑的逻辑器件，即当两个输入端只要有一个有高压信号输入时，输出端就有信号输出。其结构和实物图示如下所示：应用时，1为输入端，2为输出端。当有一端为高气压，一端为低气压时（如图），高气压端推动中间的阀门向左运动，使得右端和输出端接通；当两端均为高气压时，两边的压力相当，阀门被“挤”在中间，两边均与2相同；当两端均为低气压时，不管那个与2相通，输出都为低气压。图（1）第37页/共67页双压阀：主要实现“与”逻辑的逻辑器件，即只有在两个输入端全为高压信号输入时，输出端才会是高压信号，否则，全部都是低压信号。其结构和实物图示如下所示：应用时，1为
22、输入端，2为输出端。当两端均为高压输入时，两边的压力相当，中间控制端被“挤”在中间位置，两边都可与2相通；当有一端为低压信号时（如图），高气压一端“迫使”中间控制端“封堵”右端与2的连接，反而左端与2相通，由于左端为低气压，所以，输出也为低气压。图（2）第38页/共67页梭阀控制双作用气缸两个不同的按钮可以控制同一个气缸的运动，实验的回路图如下所示：图（3）梭阀控制双作用气缸回路图第39页/共67页2、用双压阀控制双作用气缸夹持气缸伸出的操作条件是产品传感器和操作按钮之间的逻辑“与”作用。因此，若采用一个双压阀来联结来自旋钮式二位三通阀和按钮式二位三通阀的信号，就可以满足逻辑条件。双压阀在两个
23、二位三通阀的输出端之间。当按下任一按钮时，在双压阀的相应一端就产生了一个信号，这信号不能通过双压阀，使得输出为低压信号，即为逻辑“0”当同时按下两个按钮时，双压阀开启，输出信号为高压信号，即为逻辑“1”，此时驱动二位五通阀切换位置，使气缸运动。图（4）双压阀控制双作用气缸回路图第40页/共67页四、实验步骤和内容1.预习气动知识，写好预习报告，清楚逻辑元件的结构和应用，掌握简单逻辑元件的回路设计；2.点实验台上的气动元器件，准备作实验；3.按气动系统回路图连线：1)连接气源处理装置输出口和按钮式二位五通阀、旋钮式二位五通阀、气控阀组上的二位五通阀、双作用气缸上的磁感应开关（二位三通阀）的气源输
24、入端；2)把按钮式二位三通阀和旋钮式二位三通阀的输出端分别连接到梭阀的两个输入端3)将梭阀的输出端连接到气控式二位五通阀的一个控制端4)将磁感应开关的输出端连接到气控式二位五通阀的另一个控制端5)把气控式二位五通阀的两个输出端分别连接到双作用气缸的两个输入端4.检查实验各个接口是否连接完全5.打开空气调压器后接的旋钮开关，让系统回路通气；6.按照实验原理进行实验，观察实验结果，看否达到实验的预定要求；7.关闭气源，拆卸系统，清理并放好元件；书写、整理实验报第41页/共67页五、实验讨论：1.双压阀和梭阀的主要作用是什么，在现实生活中，具体有什么应用？2.利用双压阀和梭阀，实现或非，与非，异或的
25、逻辑功能，画出实验的回路图。时间允许的话，在实验台上演示，验证。第42页/共67页实验四、双气缸联动实验一、实验目的：1、了解双气缸顺序控制实验的基本原理；2、熟悉传感器在顺序控制中的作用，并学会简单应用；3、初步掌握根据实验内容设计实验回路，学会画实验回路图和根据实验回路图，画步骤位移图；第43页/共67页二、实验仪器和设备：该实验所需的元器件主要有：1、气源元件：主要包括空气压缩机、气源处理单元（包括空气干燥器、空气调压器）、储气罐2、执行元件：双作用气缸一个、双活塞杆缸一个、摆动气缸一个。其中的双活塞杆缸，是一种两端均有活塞杆的气缸，其实物图和符号如下图所示：3、控制元件：气控阀组一个、
26、单向节流阀两个、磁感应式气控传感器两个。其中的磁感应式气控传感器是安装在双作用气缸上的，可以用来控制气缸行程的控制元件，其实质就是一个二位三通阀，其实物和符号如下所示：4、组合元件：气信号输入单元一个5、其它元件：若干气管、实验板、支撑件、连接件第44页/共67页三、实验原理：双气缸的同时控制实验，实际上就是用一个同一个阀门，来同时控制两个不同的气缸，基本原理和单气缸的实验原理完全一样，只要在阀门的输出端同时接两个不同气缸的输入端接口。双气缸顺序控制实验，是通过气缸两边的传感器进行行程的控制、限位和反馈，从而实现双气缸的顺序控制。具体实现过程如下：两个气缸A1,A2处于原始位置。通过控制阀门，
27、使气缸A1伸出。由于在该气缸的伸出端装有传感器1S1，当气缸活塞一到达，传感器1S1感应，接通开关阀门（这样的传感器实际上就是一个由磁感应控制的二位三通阀），使得气源通过这个阀门接通另一气缸A2的活塞杆一端，使气缸A2伸出，从而完成双气缸的单方向的顺序控制。当再次作用控制阀门，气缸A2首先缩回，当气缸A2完全缩回到气缸的初始位置时，在该位置的磁感应传感器1S2接通，从而使得气缸A1的活塞端通过该阀门与气源接通，气缸A1回缩。从而完成了气缸的整个循环动作。其流程图如下：根据上面的要求，设计的回路如下：第45页/共67页四、实验步骤和内容：1、用旋钮式二位五通阀同时控制两个气缸用气源输入信号上的二
28、位五通阀控制气缸，使其完成同时双作用气缸和双活塞杆缸的控制，使其同时完成伸出和回缩的动作。实验要求如下：用一个旋钮式二位五通阀控制气控式二位五通阀，用该二位五通阀同时控制双作用气缸和双活塞杆缸，同时要求在双作用气缸的伸出控制端前面连接节流阀，用以调节气缸的速度，使其真正实现气缸的同时作用,具体的实验步骤如下：1)根据上面的要求，设计实验回路图2)根据实验回路图，连接各个元器件3)检查各个元器件的连接情况，保证连接安全4)打开气源开关，进行实验，观察两个气缸的动作，能否实现预定的动作5)调节节流阀，使两个气缸真正完成“同时”动作6)切断气源开关7)拆卸各个连接，整理元器件，清理实验台。第46页/
29、共67页2、双气缸的顺序动作通过传感器的控制，限位作用来控制气缸的动作时间，从而实现两个气缸的顺序控制，具体的实验步骤如下：1)连接气源处理装置输出口和气源输入信号上的旋钮式二位五通阀的输入口2)将旋钮式二位五通阀的两个输出口分别气控式二位五通阀的两个控制端3)气控式二位五通阀的一个输出端通过一个三接口连接传感器（磁感应开关）2的输入端和双活塞杆缸的回缩控制端4)传感器2的输出端连接双作用气缸的回缩控制端5)气控式二位五通阀的另外一个输出端也通过三接口连接传感器（磁感应开关）1的输入端和双作用气缸的伸出控制端6)传感器1的输出端连接双活塞杆缸的伸出控制端7)检查各个接口连接8)打开气源开关9)
30、通过旋钮式二位五通阀，控制气缸运动，观察两个气缸伸出和回缩时的动作顺序，是否满足预先设计的要求10)切断气源开关拆卸各个连接11)改用双活塞杆缸和摆动气缸实现双气缸的顺序控制12)整理元器件，清理实验台13)认真完成实验报告第47页/共67页五、实验讨论：1.双气缸同时作用时，调节节流阀，使伸出有先后，为什么在伸出以后，另一气缸的速度会突然加快？2.画出双气缸同时控制的回路图和步骤位移图，画出双气缸顺序控制的步骤位移图。3.怎样通过节流阀调节气缸行程？不用节流阀能够调节气缸的行程吗？如果能，怎样调节？4.双气缸顺序控制在实际生活中有什么应用？举例说明。第48页/共67页实验五 多气缸联动实验一
31、、实验目的1、前几个实验的基础上设计多气缸的回路，了解相关工业上的应用实例和气动控制工业的发展前景。2、进一步熟悉气动电气动元器件的综合运用，初步掌握时序控制系统各元器件的功能用法。3、掌握多气缸回路的设计方法，尤其是时序控制部分和逻辑控制部分的设计。第49页/共67页二、实验元件1、气源元件：主要包括空气压缩机、气源处理单元（包括空气干燥器、空气调压器、排放装置）、储气罐2、执行元件：主要有方形活塞杆双作用气缸一个、双端活塞杆双作用缸（带吸盘）一个、机械耦合式无杆气缸一个、摆动气缸一个；3、控制元件：主要有磁感应式气控传感器四个、滚轮开关两个、气控阀组一个、单节流阀三个、延时阀（常闭）一个、
32、真空发生器一个；4、组合元件：气信号输入单元一个、气信号处理单元一个5、其他：若干个气管、实验板、支撑件、连接件第50页/共67页三、实验原理和内容工业上运用气动控制系统的例子很多尤其是自动化生产线。在自动化生产线上，物品从一个地方传送到另一个地方。在传送的过程中，物品经过几道加工工序，这样既可实现自动控制，又可提高工作效率。而其中传送过程可以经过简单化抽象成一个多气缸系统模型。当一个汽缸在控制信号的作用下运动将物品传送到抓手（模型中为吸盘）位置，物品被抓起，然后物品被送到另一个位置，即卸放位置，然后抓手松开，放下物品，物品在又一个气缸的作用下传送到位。整个系统通过磁感应器、限位开关、滚轮开关
33、和控制阀的作用来控制系统的时序。每个气缸的行程位置控制磁感应器、限位开关、滚轮开关和控制阀的开关。这样就可以达到时序控制的目的。由于抽象化后的气缸的动作和动作的时序是一定的，这样系统的设计关键就是控制部分。在控制部分中，要考虑到吸盘吸气放气和四个气缸的动作顺序的协调控制问题。其回路图如图（3）。第51页/共67页图（1）各个阀门的位移步骤图第52页/共67页其动作如下：旋转旋钮，使气缸A1，A2同时向右伸出（对应实验台上，A2为向下伸出），由于A1进气口接有单向节流阀，所以，调节单向节流阀，使A2稍微慢于A1到达终点位置。在A1刚到达右端，磁感应器感应接通1S2，使真空发生器产生真空，吸盘A4
34、吸起物体。再旋转旋钮，此时，二位五通阀切换位置，A1右端没有气源输入，故不动；A2向左（即上升），同时吸住物体。在A2到达最左端（即最上端）时，2S1感应，接通2S1，使得无杆缸A3和摆动气缸A5同时运动。而气缸A3的运动，带着物体从左端“输送”到右端。在到达右端时，3S2感应接通，此时，再次旋转旋钮，气缸A2向右（即向下）运动，在到达右端时，2S2再次感应接通，使得气缸A1回缩，真空发生器无气源输入，不产生真空，吸盘放下物体，同时，在气缸A1到达左端时，1S1感应接通，延时阀开启，此时，再迅速旋转旋钮，气缸A2向左运动。通过调节延时阀，在A2到达左端时，使气缸A3，A5恢复原始位置。至此，完
35、成气缸的一个循环运动。整个动作过程对应各个气缸和阀门的位移步骤图见图（1）和（2）。第53页/共67页图（2）各个气缸的位移步骤图第54页/共67页图（2）多气缸联动回路图第55页/共67页四、实验步骤1、预习相关气动知识，写好预习报告，弄清楚实验原理，画出回路图；2、清点实验元件，做好安全检查，打开气源，准备作实验；3、按气动系统回路图连线：（1）首先通过调压器后接的旋钮关闭进入气控阀组的气流；（2）连接气源装置和信号输入元件，用气控阀组作气源，即手控2位5通阀和滚轮开关；注：“1S1”、“1S2”、“2S1”、“2S2”、“3S1”、“3S2”均为各个气缸的位置，对应每个位置都有一个磁感应
36、器或限位开关或滚轮开关，可以通过气缸活塞的位置，控制其它元器件的开关或动作。（3）连接手控2位5通阀和气控2位5通阀；（4）连接气控2位5通阀与辅助元件及执行汽缸1.0、2.0；（5）连接气源（即气控或电气控阀组）与气缸1.0的两个磁传感器和延时；（6）连接辅助元件真空发生器、磁传感器以及单向节流阀和执行元件气缸3.0、4.0以及吸盘；（7）检查连接的回路，保证没有漏接和接错的情况。4、打开空气调压器后接的旋钮开关，让系统回路通气；5、按照实验原理通过手动控制手控2位5通阀作实验，观察实验结果，看是不是能完成实验的预定动作；6、关闭气源，拆卸系统，清理并放好元件；写实验报告。第56页/共67页
37、五、思考和讨论1、在气控系统的信号输入阶段，用了一个手控2位5通阀控制一个气控2位5通阀，然后由这个气控2位5通阀控制信号的处理和后续作，这是为什么？2、系统的控制部分可否用其他方法实现？画出其回路图（至少一种），并比较这些方法的优缺点。如果可能，可以实际连线操作，观察实验过程，画出其位移-步骤图。3、系统中有些环节是可调的，如气缸A1的进气速度和延时阀的延长时间，请说明这些环节的工作原理，并画出延时阀的结构简图。第57页/共67页 实验六 电气动实验一、实验目的1.认识了解电气动实验元器件，了解各元件的工作原理，了解电气动在工业上的应用和发展前景。2.熟悉实验用各元器件的功能用法，能够设计简
38、单的电气动实验，画出其回路图。3.掌握实验的原理和电气动回路的设计方法。第58页/共67页二、实验用元器件1、气源组件：主要有空气压缩机、气源处理单元（包括空气干燥器、空气调压器、排放装置）、储气罐；2、执行组件：主要有方形活塞杆双作用气缸一个、双端活塞杆双作用缸（中空带吸盘）一个、机械耦合式无杆气缸一个、摆动气缸一个；3、控制组件：主要有磁-电式接近开关2对、接近开关或弹簧片开关一对、电感式传感器一对、滚轮开关、真空发生器、电控阀组（由2位3通单电控阀、2位5通单电控阀、2位5通双电控阀组成）、单向节流阀；4、组合单元：电源供给单元、电信号输入单元、电信号处理单元1、电信号处理单元2；5、其
39、他：若干气管、实验板、支撑件、连接件。第59页/共67页三、实验原理和内容1、简单的电气动实验及其元器件的认识首先，对电气动元器件要有一个清晰的认识，才能做好后面的实验。而电气动实验元器件的功能用法是很重要的。为了更好的了解和掌握实验元器件的功能用法，可以设计一些简单的实验如单气缸实验来认识和掌握电气动元件的工作原理和功能用法。看下面的回路图（1），这是一个单气缸的最简单的回路图。图（1）单气缸电气动回路图第60页/共67页按照这个回路图连线，观察实验结果。可以看到按键S1按下后，气缸活塞杆伸出，放开S1即断开电路，活塞杆缩回。可以更换气缸作实验。如果加一个继电器控制气缸的动作，其回路图为：图
40、（2）单气缸电气动回路图第61页/共67页如果要实现气缸活塞杆的自动控制，需要多个继电器控制，其回路图为：图（3）单气缸电气动回路图第62页/共67页同样可以更换气缸做试验。在以上基础上，可在回路中加入气缸自带的磁感应式传感器，实现自动控制，其回路图如下：图（4）单气缸电气动回路图第63页/共67页通过以上几个实验，理解并掌握用不同的控制方式控制电气动回路。2、气缸的电气动实验根据选用气缸的不同和控制方式的不同，双气缸的电气动实验有多种，这里列举一种。即双作用气缸（方形活塞杆）和双作用气缸（中空式双向活塞杆带吸盘）的实验，其回路图如下：图（5）多气缸电气动回路图第64页/共67页实验时按下按键
41、S，气缸1A活塞杆先伸出，气缸2A活塞杆后伸出，然后吸盘吸气，气缸2A的活塞杆缩回，吸盘放气，然后气缸1A活塞杆缩回，完成一个动作循环。3、自己设计至少两个实验，要求其中必须有一个全自动控制的多气缸实验，画好回路图。四、实验步骤1.预习实验内容，写好预习报告，弄清实验原理，画好回路图；2.清点实验元器件，准备做试验；、3.按照实验回路图连线，然后做实验，观察实验过程，记录实验结果；4.按照自己所设计的回路图连线，做好实验，观察实验过程，画好位移-步骤图。5.做完实验后，关闭气源，清理并放好实验元器件。写实验报告。第65页/共67页五、思考和讨论1、电气动实验和气动实验相比较，各有什么优缺点？2、根据所学的实验和知识，请设计出至少一种多气缸的电气动实验，要求和已做过的双气缸实验控制方式不同，并画出试验回路图。第66页/共67页感谢您的观看。第67页/共67页