自動(dòng)控制的氣動(dòng)多工位移動(dòng)平臺(tái)

王磊 陸志娟

摘要：在自動(dòng)化生產(chǎn)中，自動(dòng)控制是核心。氣動(dòng)控制設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單，工程容易實(shí)現(xiàn)，成本低。本文設(shè)計(jì)了一款氣缸+電磁閥的組合，可以實(shí)現(xiàn)雙方向多工位移動(dòng)的平臺(tái)，并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

關(guān)鍵詞：中封式電磁閥;耗氣量;磁開(kāi)關(guān);自動(dòng)控制

中圖分類號(hào)：TM621.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2020）07-0005-02

在常見(jiàn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，位置移動(dòng)控制有氣動(dòng)控制和電機(jī)控制兩種。電機(jī)+控制器的方案，優(yōu)勢(shì)是控制位移的精度高，響應(yīng)速度快;氣缸+電磁閥+磁開(kāi)關(guān)的方案，優(yōu)勢(shì)是工程實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單，成本低。

下面介紹一種，氣缸+電磁閥+磁開(kāi)關(guān)，結(jié)合簡(jiǎn)單電路，實(shí)現(xiàn)多工位可雙方向移動(dòng)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)。

1 氣動(dòng)部分

（1）氣缸。將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。直線運(yùn)動(dòng)的氣缸可輸出壓力，作擺動(dòng)的氣缸可輸出力矩。氣缸按照功能分類，有標(biāo)準(zhǔn)型氣缸，復(fù)合型氣缸，特殊氣缸;氣缸按照尺寸分類，有微型氣缸，小型氣缸，中型氣缸，大型氣缸[1]。SMC品牌的MY3B系列氣缸。這款氣缸的缸徑和行程有多種選擇，使用壓力是0.15～0.8MPa，最大活塞速度1000mm/s，配合的磁開(kāi)關(guān)是D-M9B。此處選擇MY3B32-1200，缸徑32mm，行程1200mm，使用壓力0.5MPa，計(jì)算耗氣量選擇配套電磁閥。

耗氣量=0.0462×缸徑2×最大速度×（使用壓力+ 0.102）

注意在公式中，缸徑的單位使用cm，最大速度的單位使用mm/s，使用壓力的單位是MPa。經(jīng)過(guò)計(jì)算，此氣缸最大耗氣量285L/min。

（2）電磁閥。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。三位五通電磁閥有三種形式：中封、中泄、中壓式電磁閥。中封：在兩個(gè)線圈都不給電的情況下，氣缸前腔和后腔的壓力保持在最后一個(gè)線圈失電后的狀態(tài)不變;進(jìn)氣口關(guān)閉;排氣口關(guān)閉，所以選擇中封式五通電磁閥。其次，根據(jù)氣缸最大耗氣量285L/min，要選擇SY5320-5LZD-C8電磁閥，這款電磁閥，進(jìn)氣流量最大390L/min，排氣流量最大460L/min，滿足氣缸使用條件。

（3）其它配件。磁開(kāi)關(guān)選用D-M9B，還有若干接頭，氣管。

將氣缸初始位置認(rèn)為A，中間位置認(rèn)為室B，尾端認(rèn)為是C。各安裝一個(gè)磁開(kāi)關(guān)。由A向C認(rèn)為是正方向，由C向A認(rèn)為是負(fù)方向。

2 控制電路

（1）供電部分。由220交流電供電，配開(kāi)關(guān)電源。

（2）控制部分。包括三個(gè)中間繼電器，線包24V。五個(gè)按鈕，其中三個(gè)保持按鈕，兩個(gè)瞬動(dòng)按鈕。把它們聯(lián)成控制電路。如圖1所示。

其中，3個(gè)磁開(kāi)關(guān)分別安裝在，工件需要移動(dòng)的A，B，C三個(gè)氣缸位置上，并且命名為磁開(kāi)關(guān)A，B，C。磁開(kāi)關(guān)A，B，C和保持按鈕A，B，C串聯(lián)成三條電路，并按照電路圖，將三條電路并聯(lián)，一端接P24，另一端接中間繼電器KA1的線包A1。兩個(gè)瞬動(dòng)按鈕，分別命名為‘正方向和‘負(fù)方向。按鈕‘正方向一端接P24，另一端接中間繼電器KA2的線包A1。按鈕‘負(fù)方向一端接P24，另一端接中間繼電器KA3的線包A1。中間繼電器KA1的線包A2接N24，左側(cè)公共點(diǎn)接P24，右側(cè)公共點(diǎn)接N24，左側(cè)長(zhǎng)閉點(diǎn)NC接KA2，KA3的左側(cè)公共點(diǎn);KA1的右側(cè)長(zhǎng)閉點(diǎn)NC接KA2，KA3的右側(cè)公共點(diǎn)。KA2的左側(cè)右側(cè)長(zhǎng)開(kāi)NO分別連接電磁閥的A端+和-。KA3的左側(cè)和右側(cè)長(zhǎng)開(kāi)NO分別連接電磁閥的B端+和-。

3 操作

檢查電路是否供電，用萬(wàn)用表的交流電檔，檢查供電電壓，電壓要求220V±10%;檢查氣路的氣壓，看總進(jìn)氣自帶的嵌入式壓力表，壓力要求0.5MPa。

氣缸移動(dòng)模塊從A到B。首先按下保持按鈕B。然后按下瞬動(dòng)按鈕‘正方向。此時(shí)KA2線包供電24V，電磁鐵吸合連接電磁閥A端的+和-被加電。氣缸開(kāi)始從A向B運(yùn)動(dòng)（可以在氣缸接氣口安裝排氣調(diào)速閥解決氣缸移動(dòng)速度的快慢問(wèn)題）。當(dāng)移動(dòng)模塊到達(dá)B位置，磁開(kāi)關(guān)B感應(yīng)到模塊而連通，導(dǎo)致給電磁閥A端+和-加電停止氣缸停止動(dòng)作，松開(kāi)按鈕‘正方向，氣缸停留在B。用類似的操作，可以使氣動(dòng)模塊到達(dá)，C和A。

4 自動(dòng)控制

現(xiàn)在結(jié)構(gòu)有六個(gè)輸入，兩個(gè)輸出，分別是A按鈕，B按鈕，C按鈕，A磁開(kāi)關(guān)，B磁開(kāi)關(guān)，C磁開(kāi)關(guān)，輸出是電磁閥的正和反兩個(gè)方向。也可以把信號(hào)加在PLC上，從而做到電子設(shè)備的自動(dòng)控制?？刂迫鐖D2所示。

5 結(jié)語(yǔ)

氣缸完成A，C之間雙方向任意兩點(diǎn)間的移動(dòng)。以之類推，其實(shí)結(jié)合更多的磁開(kāi)關(guān)，更復(fù)雜的電路，我門可以讓移動(dòng)模塊到達(dá)并停留更多的位置。氣缸+電磁閥，氣動(dòng)設(shè)計(jì)最常見(jiàn)的組合，可以用在同方向多工位的雙方向運(yùn)動(dòng)，給自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)者在運(yùn)動(dòng)控制上多了一個(gè)成本更低的選擇。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙彤.現(xiàn)代實(shí)用氣動(dòng)技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.