《气动技术》实验.doc

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1、气动技术实验指 导 书武汉理工大学物流工程学院物 流 自 动 化 系液 压 气 动 实 验 室二OO六年十一月前 言 “气动技术”是流体传动及控制专业的主干专业课程、机械设计制造及其自动化和物流工程等相关专业的选修课程。气动技术适用面广，综合性强，广泛应用于现代工业各领域的自动化系统中以替代人手操作，提高作业自动化水平和效率。目前，气动技术已发展成为各类系统中必备的传动控制集成技术，被誉为工业自动化的“肌肉”，在国际上公认为是不可多得的机电气液一体化综合教学首选课程。气动技术实验教学是课堂教学的一个重要环节，它不仅仅能帮助学生进一步明确专业应用方向和加深对课程的理解、巩固和深化，而且更是对学习

2、和运用气动技术，提高工程实践和分析解决实际工程问题的能力至关重要，也更能培养和激发学生对新知识领域的探索、研究和创新实践。同时，还培养学生结合实际勤于思考、勇于实践、实事求是的科学作风，正确处理好知识、能力和工程素养间的关系，编写本试验教学指导书的目的也在于此。本实验教学包括认识性基础实验、验证性工作原理实验和设计性系统综合构建实验，可以对气动系统和气动元件的工作原理，气动系统回路的设计实现及操作控制方法有一个系统地学习和实践，在此基础上也可复杂的电气综合系统进行研究性的创新实践。本实验指导书，介绍实验原理和实验要求及方法，要求学生针对实验项目和要求，先结合课程知识预习并规划实验方案，再掌握实

3、验的具体方法与步骤，独立完成实验。本指导书由吴洪明老师编写，由于时间有限，书中不免有欠妥和不完善之处，恳请批评指正。编 者2006年11月目 录实验一气动技术实际应用介绍和演示（2）实验二空气净化设备及辅件实物现场教学（2）实验三气动元件结构及工作原理实物现场教学（3）实验四 气动系统设计实践（4）附录1基本气动逻辑控制气动、电控回路和PLC程序（5）附录2 气动技术实验报告（7）实验注意事项1. 实验预习：1) 实验前复习有关理论课的章节，熟悉有关理论知识。掌握常用的气动、电控元件的原理和接线方法，基本逻辑控制功能的气控和电控回路、PLC的编程方法和接线要求。2) 认真阅读实验指导书及有关实

4、验装置介绍，了解实验目的，内容，方法，和参数要求，明确实验中应注意的问题。3) 画出实验线路，明确气管和电路的接线方法，拟出实验步骤，列出实验时需要的气动和电控元器件。2. 实验接线前必须断开总电源与进气源，严禁带电、带压接线。接线完毕，经实验指导老师检查无误后，才可通电、通气进行运行实验。3. 实验前了解PLC的使用方法，在给PLC输入正确的控制程序，并按设计好的系统连接气管和电路，经指导老师检查后，方可运行。4. 运行实验前检查输入到系统的气压不超过0.5MPa。5. 接拔气管和电线时按指导老师要求的方法进行，以免损坏接头，拆装系统和元件时，不得造成部件缺失和损坏，接线前务必熟悉实验系统线

5、路的原理及实验方法。6. 实验自始至终，实验台上要保持整洁，不可随意放置杂物，特别是导电的工具和多余的导线等，以免发生短路等故障。7. 实验完毕，应及时关闭各电源和气源开关，并排空系统内各处的残余压力，及时清理实验台面板，整理好连接管线和气动元件，并放置到规定的位置。8. 没有按要求熟悉实验指导书中的有关实验步骤，及正确操作方法，造成气动和电控元器件及控制器损坏，追究当事人应负责任。实验一气动技术实际应用介绍和演示一， 实验目的：明确气动技术的特性及在现代工业自动化中的作用，了解气动在实际应用中的形式和特点，气动系统的构成和工作原理。二， 实验内容：集中观看教学录象，内容包括：1， 生产线中物

6、件传送、包装、搬运、检测；2， 物流自动化系统中自动分拣；3， 汽车生产线中车身焊装；4， IC电子生产线气动机器手；5， 工业机器人中气动应用；6， 气动技术介绍；7， 参观气动实验室和气动系统演示；三， 实验系统元器件：用多媒体教室和教学录象，气动实验室气动机械手演示实验系统。四， 实验原理和步骤：由指导教师安排组织，以班为单位集中进行。五， 实验报告要求： 见附录2实验二空气净化设备及辅件实物现场教学一， 实验目的：了解气源及其净化系统的组成和作用，空气净化设备及辅件的结构及工作原理，设备和元件的选择与压缩空气品质的实现，气动辅件的实际类型和作用。二， 实验内容：1， 集中观看气源及其净

7、化技术教学录象；2， 空气过滤器、油雾分离器、调压阀、油雾器实物拆装；3， 气动快速接头、气动系统配管实验；4， 气动压力开关、气缸自动开关、位置开关及传感器原理和使用；三，实验系统元器件：用多媒体教室和教学录像，气动实验室气动三联件、快速接头和气管、磁性开关、EP实验台上的电感式传感器、光电传感器、限位开关等；四， 实验原理和步骤：先由指导教师安排组织，以班为单位集中观看教学录像，气动辅件和传感器工作原理演示，再以10人为一组进行元件实物拆装和配管实验，可3组同时进行。实验元器件的结构原理见教材插图所示：五， 注意事项：1， 不得在带电或带气压时进行元件实物拆装和配管实验；2， 传感器和电气

8、开关、继电器等电器元件应断电接线，且每次只能进行一种元件的接线和实验操作；六， 实验报告要求：见附录2实验三气动元件结构及工作原理实物现场教学一， 实验目的：掌握气动调压阀、节流阀及各种方向控制阀的结构和工作原理，各类气缸的结构和工作原理，理解元件工作性能和结构及安装方式间的关系，学会如何根据实际工况选择和使用气缸和控制阀。二， 实验内容：1， 各类气缸的结构和工作原理实物现场教学，元件工作原理实验；2， 调压阀、节流阀及各种方向控制阀结构和工作原理实物现场教学，元件控制调节功能的原理实验；三， 实验系统元器件：1， 气动实验室气动实验教学系统中的气缸（包括：活塞式往复气缸、无杆气缸、摆动气缸

9、、滑台、转台、气动手爪和真空吸盘等）；2， 气动实验室实验教学系统中的气动控制阀（包括：调压阀、节流阀、手动换向阀、行程阀、气控阀、电磁换向阀）；3， 纯气动基础实验台，电气动实验台；四， 实验原理和步骤：1， 实物现场教学，对各元件的结构原理有更感性的认识；2， 用一个3/2手动换向阀串接一个调压阀，调压阀出口接一压力表和气缸，接通压力气源，调节调压阀，观察压力表读数变化；调节其进气压力（系统入口三联件上的调压阀），观察压力表读数变化；3， 在气缸排气口接一节流阀，改变其开口大小，观察气缸运动速度的变化和压力表读数变化；4， 用一个3/2手动换向阀分别接通各种气缸的P1口或P2口，进行气缸工

10、作原理实验；5， 分别用5/2气控或电磁换向阀控制一气缸运动及换向，在气缸伸出端头，由活塞杆操控行程阀，行程阀输出口接一气压显示元件，进行气动控制阀工作原理实验；五， 注意事项：1， 不得在带电或带气压时进行元件原理实验和操作；2， 每次只能进行一种元件的接线和实验操作，更换实验对象时，须先清除前一系统；3， 每班分2组实验，每组1517人，可同时进行。六， 实验任务及实验报告要求：见附录2实验四 气动系统设计实践一，实验目的： 掌握气动系统设计和构建的实际过程及方法，对气动基本回路、基本逻辑控制、行程程序控制系统能采用纯气动、电气动和PLC控制三种方法分别实现，积累系统设计、接线组装和故障信

11、号分析排除的实践经验。二，实验内容：1， 气动基本回路实验，主要实现单缸自往复、连续往复、双手安全操作2， 气动基本逻辑控制实验，主要实现“或”、“与”、“非”、“双稳记忆”、“延时”、“计数” ；3， 用X/D线路图法或卡偌图法设计组装有23个执行元件的气动行程程序控制系统；三，实验系统元器件：气动实验室SMC纯气动、电气动和PLC控制实验台。四，实验原理和步骤：1， 基本气动逻辑控制的气动、电控回路和PLC程序见附录1；2， 明确要实现的气动动作程序系统要求，列明工作程序或按指定工作程序来设计构建系统；3， 根据工作程序绘制信号动作线图或卡诺图；4， 分析并排除控制障碍信号，确定各工序的最

12、终执行信号；5， 绘制系统逻辑原理图，并由此设计出电控梯形图，气动系统原理图；6， 由电控梯形图编写PLC控制程序；7， 如果采用纯气动，则按以行程阀为控制信号的气动系统原理图配管组装系统；如果采用继电器电控，则按电控梯形图接线，按去掉行程阀改为限位开关的气动系统原理图配管组装；如果采用PLC控制，则确定系统的输入输出信号，并正确接到PLC的I/O端子座上，气动系统按去掉行程阀改为限位开关的气动系统原理图配管组装；8， 运行前，须由指导教师检查接线配管无误，再进行逐步单步调试确认信号和程序后，方可通电接气运行。五，注意事项：1， 不得在带电或带气压条件下接线配管，组装系统；2， 运行前，须由指

13、导教师检查接线配管无误后，方可通电接气运行；3， 出现故障时，紧急断电、断气；4， 组装系统时，注意用力和元器件的平衡受力，不得造成部件缺失和损坏，；5， 实验完毕，应及时关闭各电源和气源开关，并排空系统内各处的残余压力，及时清理实验台面板，整理好连接管线和气动元件，并放置到规定的位置。六，实验问题及实验报告要求：见附录2附录1 基本气动逻辑控制气动、电控回路和PLC程序1， 基本接线和配管举例： A为单动缸，以单边电磁阀控制当按钮开关PB ON，则气压缸前进A+当按钮开关PB OFF，则气压缸后退A 信号控制流程 气动回路PLC输入/输出接线输入：PB=X0输出：A+=Y0电控梯形图 PLC

14、梯形图和控制程序LD X0OUT Y0END2， 逻辑“与”，“或”，“自保持”功能综合举例：工作要求：A、B皆为单动缸，分别以单边电磁阀控制动作顺序如图PB ON (Pulse) ，则系统激活一次循环后自动停止 A) 信号控制流程 B）气动回路 D) PLC输入/输出接线 C) 输入/输出信号设定输入：PB=X0a1=X1b1=X2输出：A+=Y1 B+=Y2E）电控梯形图 F）PLC控制程序LDX0ORM0ANIX2OUTM0LDM0OUTY1LDX1OUTY2ENDG）PLC控制梯形图 附录2 气动技术实验报告 气动技术实验报告（1） 日期: 年 月 日班级课题气动技术实验现场教学学时数

15、第 1 页姓名2共 1 页原理图实习内容主 要 步 骤要 求1认识空压机及气源装置2认识气动控制元件3认识气动执行元件4掌握气管连接技术5调压回路6调速回路7换向回路8思考题1简述气动系统的组成及各组成部分的作用2简述空压机的工作原理3什么是气动三联件？教师签名：评分 气动技术实验报告（2） 日期: 年 月 日班级课题气动元件现场教学和实验学时数第 1 页姓名2共 1 页原理图实习内容主 要 步 骤要 求1纯气控两位换向阀的通断检验掌握控制方式与工作气口的关系2电控两位换向阀的通断检验掌握控制方式与工作气口的关系3单向节流阀的通断检验调节节流阀的开口，观察气流的变化4压力阀的压力调整检验调节压

16、力阀的开口，观察压力表的压力变化56789思考题1控制气源与主气路气源能否是同一气源？2快速接头不到位时会带来什么问题？3画出双气控和双电控二位四通换向阀的职能符号教师签名：评分 气动技术实验报告（3） 日期: 年 月 日班级课题简单气动回路的连接学时数第 1 页姓名2共 1 页原理图实习内容主 要 步 骤要 求1直接手动控制A1A0的连接画出气动原理图，按原理图接线2手动单气控阀控制A1A0的连接画出气动原理图，按原理图接线3手动双气控阀行程控制A1A0的连接画出气动原理图，按原理图接线4手动双气控阀行程控制A1B1A0B0的连接画出气动原理图，按原理图接线5678思考题1简述气动系统连接的

17、步骤2A1、A0、B1、B0各代表什么含义？3连接中最容易出现什么样的故障？教师签名：评分 气动技术实验报告（4） 日期: 年 月 日班级课题用原始信号消障学时数第 1 页姓名2共 1 页原理图实习内容主 要 步 骤要 求1纯气控行程控制A1B1C1B0A0C0系统连线画出气动原理图，按原理图接线2纯气控行程控制A1C1B1C0B0A0系统连线画出气动原理图，按原理图接线345678思考题1简述什么是行程控制？2什么是障碍？3简述用原始信号消障的原理教师签名：评分 气动技术实验教学（5） 日期: 年 月 日班级课题用中间记忆元件消障学时数第 1 页姓名2共 1 页原理图实习内容主 要 步 骤要

18、 求1纯气控行程控制A1B1B0A0系统连线画出气动原理图，按图接线2纯气控行程控制A1A0 B1B0系统连线画出气动原理图，按图接线3纯气控行程控制A1B1C1C0B0A0系统连线画出气动原理图，按图接线45678思考题1控制中间记忆元件动作的信号有什么特点？2中间记忆元件的输出信号起什么作用？3简述系统调试过程中的故障及排除方法教师签名：评分 气动技术实验报告（6） 日期: 年 月 日班级课题基本电子气动系统学时数第 1 页姓名2共 1 页原理图实习内容主 要 步 骤要 求1按钮控制的A1A0的接线画出电控原理图2按钮控制的A1B1A0B0的接线画出电控原理图3按钮控制的A1B1C1B0A0C0的接线画出电控原理图45678思考题1什么是电子气动？2在电子气动系统中，电子信号起什么作用？3在电子气动系统中的障碍是用电子信号消除的吗？教师签名：评分 气动技术实验教学（7） 日期: 年 月 日班级课题电气动系统PLC控制学时数第 1 页姓名2共 1 页原理图实习内容主 要 步 骤要 求1按钮控制A1B1C1C0B0A0系统的接线画出电控原理图，编写PLC控制程序2按钮控制A1A0B1B0C1C0系统的接线画出电控原理图，编写PLC控制程序345678思考题1什么是多缸单往复？2简述你的调试方法和体会3你对气动系统设计用PLC控制的体会教师签名：评分