摘要：本文介紹了QCS-B氣壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)在《液壓與氣壓傳動(dòng)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，并通過(guò)實(shí)例說(shuō)明氣壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的先進(jìn)和方便之處，最后總結(jié)了該實(shí)驗(yàn)臺(tái)良好的教學(xué)效果。 　　關(guān)鍵詞：QCS-B氣壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)；氣動(dòng)基本回路；綜合型實(shí)驗(yàn)
　　中圖分類號(hào)：G642.423　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　
　　一、前言
　　
　　《液壓與氣壓傳動(dòng)》是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，是我校機(jī)電一體化專業(yè)主要的專業(yè)基礎(chǔ)課。我校機(jī)電一體化專業(yè)屬于�？疲�主要是為生產(chǎn)第一線培養(yǎng)應(yīng)用型人才，這就要求畢業(yè)生具有較強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用能力。前幾年我校在該課程的教學(xué)中，沒(méi)有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，學(xué)生只是在課堂上學(xué)習(xí)書(shū)本上的知識(shí)，學(xué)習(xí)起來(lái)普遍感到知識(shí)抽象、不易掌握，很難達(dá)到為生產(chǎn)第一線培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求。為了提高我校的教學(xué)水平，適應(yīng)社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才的要求，近幾年學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)給予了高度的重視和支持，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)設(shè)施的建設(shè)，其中包括新建的《液壓與氣壓傳動(dòng)》實(shí)驗(yàn)室，購(gòu)進(jìn)了QCS-B雙面氣壓傳動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)與部分液壓元件，極大地提高了實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)條件。
　　QCS-B雙面氣壓傳動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)是根據(jù)《液壓氣動(dòng)傳動(dòng)》、《氣動(dòng)控制技術(shù)》等通用教材配套設(shè)計(jì)而成。集可編程控制和各種真實(shí)的氣動(dòng)元件、各執(zhí)行模塊為一體，除可進(jìn)行常規(guī)的氣動(dòng)基本控制回路實(shí)驗(yàn)外，還可以進(jìn)行模擬氣動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、氣動(dòng)技術(shù)課程設(shè)計(jì)；采用PLC控制方式，可從學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的PLC指導(dǎo)編程、梯形圖編程，深入到PLC控制的應(yīng)用；能完美結(jié)合氣動(dòng)技術(shù)和電氣PLC控制技術(shù)，特別適用機(jī)電一體化等專業(yè)實(shí)訓(xùn)考核。
　　該實(shí)驗(yàn)臺(tái)配備了多種氣動(dòng)元件，靈活的快換接頭和軟管，各元件的安裝和固定都非常容易，各種元件可以根據(jù)需要任意組合，搭成所需的實(shí)驗(yàn)回路。另外，實(shí)驗(yàn)臺(tái)配備的氣動(dòng)仿真軟件，可以方便地繪制出符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的氣動(dòng)回路圖，制圖的同時(shí)，還可以檢查回路圖的正確性。由于該軟件中元件參數(shù)的調(diào)節(jié)范圍與實(shí)際設(shè)備完全一致，所以可對(duì)設(shè)計(jì)的回路進(jìn)行準(zhǔn)確的系統(tǒng)模擬。學(xué)生可以充分發(fā)揮自己的想象力，利用該軟件設(shè)計(jì)所需的氣動(dòng)回路，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試、檢測(cè)所設(shè)計(jì)的回路，驗(yàn)證回路的正確性。
　　
　　二、QCS-B氣壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)應(yīng)用舉例
　　
　　下面通過(guò)兩個(gè)實(shí)例說(shuō)明QCS-B氣壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)在氣壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。
　　1　速度控制回路組成
　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求：通過(guò)選用恰當(dāng)?shù)臍鈩?dòng)元件(氣缸、控制閥等)，構(gòu)成速度控制回路搭建，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的速度控制與切換，組成驅(qū)動(dòng)信號(hào)自如的換切連接。要求學(xué)生獨(dú)立完成速度控制回路的設(shè)計(jì)，正確選擇相應(yīng)元件，正確構(gòu)建回路聯(lián)接，正確連接驅(qū)動(dòng)信號(hào)，完成調(diào)試并正確運(yùn)作。本實(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，要求學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，多思考，通過(guò)實(shí)際操作完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
　　具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：
　　①仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)設(shè)計(jì)、繪制氣動(dòng)回路圖；
　�、诟鶕�(jù)設(shè)計(jì)的氣動(dòng)原理圖，選擇所需實(shí)驗(yàn)元件，并熟悉所選元件的工作原理及使用方法。
　�、郯惭b并調(diào)試實(shí)際的實(shí)驗(yàn)回路；
　�、芊治鰧�(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
　　圖1為采用快速排氣閥的出口節(jié)流調(diào)速回路圖。將二位三通手動(dòng)換向閥切換到通氣位置，當(dāng)電磁閥左位通電時(shí)，壓縮空氣經(jīng)氣動(dòng)三聯(lián)件到手動(dòng)換向閥、電磁換向閥，再經(jīng)過(guò)快速排氣閥進(jìn)入氣缸的左腔，推動(dòng)活塞右行。調(diào)節(jié)出口處單向節(jié)流閥的閥口大小，就可以控制活塞運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)電磁閥右位通電時(shí)，壓縮空氣進(jìn)入氣缸的右腔，推動(dòng)活塞左行，左腔的氣體就通過(guò)快速排氣閥排到大氣中。
　　該實(shí)驗(yàn)所需要的元件大致有：雙作用氣缸、二位五通單電磁換向閥、手動(dòng)換向閥、氣動(dòng)三聯(lián)件、快速排氣閥、單向節(jié)流閥、連接軟管、接頭等。
　　通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生加深理解在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中各種節(jié)流調(diào)速回路的作用與常用控制元件的性能，提高分析、設(shè)計(jì)氣壓控制系統(tǒng)的能力與實(shí)際動(dòng)手能力。
　　2　順序動(dòng)作程序控制回路組成
　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求：通過(guò)選用恰當(dāng)?shù)臍鈩?dòng)元件(氣缸、控制閥等)，構(gòu)成順序動(dòng)作程序控制回路，實(shí)現(xiàn)多執(zhí)行元件的單、多往復(fù)順序動(dòng)作，組成控制信號(hào)自動(dòng)換切。
　　首先要提出順序動(dòng)作的框架簡(jiǎn)圖要求，要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上繪制完成順序動(dòng)作程序控制回路圖；由附錄選擇恰當(dāng)?shù)臍鈩?dòng)元件(氣缸、方向閥、氣動(dòng)三聯(lián)件、行程閥、接近開(kāi)關(guān)等)，根據(jù)回路圖在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上構(gòu)成順序動(dòng)作程序控制回路搭建，連接程序控制單元等，組成能正確運(yùn)轉(zhuǎn)的順序動(dòng)作程序控制回路；操作并調(diào)試回路。
　　圖2為雙缸順序動(dòng)作回路圖。當(dāng)電磁閥左位通電時(shí)，壓縮空氣進(jìn)入左缸的左腔推動(dòng)活塞右行。此時(shí)右缸因沒(méi)有壓縮空氣進(jìn)入左腔而不能動(dòng)作；當(dāng)左缸活塞桿靠近磁性開(kāi)關(guān)時(shí)，電磁閥右位通電，左位斷電，壓縮空氣經(jīng)右邊氣控?fù)Q向閥左位進(jìn)入右缸的左腔推動(dòng)活塞右行，同時(shí)左缸回位；當(dāng)右缸活塞桿靠近磁性開(kāi)關(guān)時(shí)，電磁閥又回到左位，此時(shí)右缸回位，從而實(shí)現(xiàn)雙缸的下一個(gè)順序。
　　該實(shí)驗(yàn)所需要的元件大致有：雙作用氣缸、二位五通雙電磁換向閥、單氣控?fù)Q向閥、手動(dòng)換向閥、接近開(kāi)關(guān)、氣動(dòng)三聯(lián)件、連接軟管、接頭等。還可用行程閥、氣控?fù)Q向閥替代接近開(kāi)關(guān)與電磁換向閥實(shí)現(xiàn)單、多往復(fù)順序動(dòng)作回路。
　　通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，可以加深理解氣動(dòng)系統(tǒng)中各種順序動(dòng)作回路的實(shí)現(xiàn)方法，靈活掌握用行程閥、氣控閥、電磁閥、行程開(kāi)關(guān)等組成各種順序動(dòng)作回路，同時(shí)掌握如何與PLC繼電輸出單元，延時(shí)單元等配合來(lái)調(diào)整系統(tǒng)的方法。
　　
　　
　　三、效果與體會(huì)
　　
　　在過(guò)去的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生只是被動(dòng)地根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的內(nèi)容，進(jìn)行常規(guī)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。而現(xiàn)在學(xué)生利用QCS-B氣壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可以自主地完成從設(shè)計(jì)、繪圖、選件、組裝、調(diào)試的全部過(guò)程，大大提高了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。目前，我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)大綱的要求，設(shè)計(jì)了典型實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn)，綜合實(shí)驗(yàn)僅給出實(shí)驗(yàn)要求，讓學(xué)生自己根據(jù)所給出的實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)回路，并要求這些回路可以完成給定的功能。還要求學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中闡述自己的設(shè)計(jì)思想、回路組成、搭建及調(diào)試步驟和過(guò)程，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)收獲、心得和體會(huì)。
　　通過(guò)氣動(dòng)元件的選擇與復(fù)雜的連線，學(xué)生對(duì)各種元器件有了深刻的認(rèn)識(shí)，提高了動(dòng)手能力，培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思考能力，使學(xué)生感受到原本枯燥的氣壓工作原理圖變成了生動(dòng)的實(shí)物，原本復(fù)雜的零件結(jié)構(gòu)圖變成簡(jiǎn)單易懂的元件。學(xué)生對(duì)氣壓傳動(dòng)有了實(shí)質(zhì)的了解，對(duì)傳動(dòng)元件及各個(gè)部位的運(yùn)動(dòng)和功能有了感性認(rèn)識(shí)。
　　在學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，他們能夠提出自己的設(shè)計(jì)方案，并且馬上就可以利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)檢驗(yàn)其設(shè)計(jì)的合理性。在安裝回路過(guò)程中，有些學(xué)生由于一時(shí)疏忽接錯(cuò)了管路，在同學(xué)的幫助下，對(duì)所接回路進(jìn)行仔細(xì)的檢查后發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在，讓學(xué)生感受到了集體力量的強(qiáng)大，為今后更好地適應(yīng)工作崗位奠定了良好的基礎(chǔ)。另外，在幾個(gè)同學(xué)的不同設(shè)計(jì)方案中，經(jīng)過(guò)研究，他們可以從中選取最優(yōu)方案，從而培養(yǎng)了他們的創(chuàng)造性和互相協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。
　　目前，QCS-B實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要用于《液壓氣動(dòng)傳動(dòng)》課程常規(guī)氣動(dòng)基本控制回路實(shí)驗(yàn)，以后PLC控制技術(shù)等課程也可以在該實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)。氣動(dòng)技術(shù)和電氣PLC控制技術(shù)的結(jié)合，為機(jī)電一體化等專業(yè)提供了非常完美的實(shí)訓(xùn)和考核條件。
　　QCS-B氣動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)引進(jìn)了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，收到了良好的教學(xué)效果。利用現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)了從要我做實(shí)驗(yàn)到我要做實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)變。
　　
　　(本書(shū)責(zé)任編輯　呂德芳)

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