液氣壓傳動“開放式”實訓平臺的開發與制作

鄭建軍 盧雪紅

摘?要：以開發“開放式”液氣壓傳動實訓平臺為例，在方案設計、載體選擇、平臺開發與制作過程中，將多門專業基礎課程進行融合與綜合應用，達到助力教師綜合能力、學生實踐能力、專業綜合素質提升的目的。并以此平臺開發為基礎，激發教師與學生的創新意識，進一步完善專業實訓室建設和開發新的實訓項目，并為各項技能大賽奠定扎實的基本功。

關鍵詞：液氣壓;職業教育;開放式;實訓平臺

《液壓與氣壓傳動》課程是研究液壓與氣壓傳動元件與回路，實質綜合了機械、電氣、控制的一門綜合性很強的課程。本課程實驗設備多為廠家提供的整體設備，特別是其控制模塊，封裝嚴實，學生無法了解內部結構，出現故障難以排查，有必要以能力培養為出發點，開發“開放式”實訓平臺，讓真實內部控制模塊顯示出來，而且能夠根據不同液壓系統自行搭建控制系統，使理論與實踐緊密結合，并提升學生學生解決實際問題的能力和創新拓展能力。

一、開發液氣壓“開放式”實訓平臺的流程

首先要對氣動實訓平臺的組成模塊進行分解，如分解電氣控制模塊、PLC控制模塊、氣動系統模塊等，然后對各模塊制定出多種方案，準備相關資料（電氣控制原理圖、電器元件布置圖與接線圖、PLC硬件接口分配表、PLC梯形圖程序、氣動系統圖、氣動元件布置圖、機械裝配圖等）。開發流程如下圖所示。

二、開發液氣壓“開放式”實訓平臺的過程

（一）確定總體方案

整個平臺主體分為兩個部分：電氣控制元件安裝區與液氣壓元件安裝區。電氣控制元件主要包括：低壓斷路器、交流接觸器、熔斷器、中間繼電器、時間繼電器、按鈕、急停開關、接線端子排等;液氣壓元件主要包括：氣動三聯件、氣缸、換向閥（手動、電磁）、節流閥、管路、溢流閥、減壓閥等。

（二）準備各類技術資料

總方案確定和選用的元器件，繪制電氣控制原理圖、電氣控制元件布局圖、電氣控制接線圖、液氣壓傳動原理圖、平臺總裝圖等。在電氣控制與液氣壓傳動設計原理驗證方面，可以采用Automation_Studio_5.6_Edu機電一體化軟件或者宇龍電機與拖動仿真軟件進行。在整體平臺裝配、電氣元件布置和液氣壓元件布置方面，可以采用UG、SolideWorks、Pro/E等三維建模軟件對真實元件進行三維實體建模，并且進行虛擬裝配。

（三）準備元件，裝配平臺

根據元器件選型資料和繪制的各種工程圖樣，采購或拆解元件并進行平臺組裝，組裝效果如圖三所示。平臺整體選用歐標鋁型材搭建，因其輕便堅固，有成型的槽便于安裝器件;電氣控制元件安裝平臺采用電木板，也稱作膠木板、酚醛層壓紙板，是使用品質優良的漂白木積紙及棉絨紙做為補強物，并以高純度、全合成的石化原料所反應制成的酚醛樹脂做為樹脂粘合劑制造而成的木板。其具有絕緣、不產生靜電、耐磨及耐高溫等特性。低壓斷路器采用具有漏電保護功能的。最終，學生在使用過程中可以根據自己的系統設計，將元器件重新定位、刪減、增補，以達到學生創新設計和設計功能的實現。

三、開發液氣壓“開放式”實訓平臺的效果

（1）綜合能力的提升。液氣壓“開放式”實訓平臺的開發以液氣壓傳動系統為控制對象，以電氣控制或PLC程序控制為控制方法，以傳感器技術為系統反饋，將多學科進行融合，達到訓練學生系統化的工程思維，而將控制對象模塊化可以提高學生的創新能力與知識運用能力。

（2）“機械與電子”的融合。機械專業教師和電氣控制專業教師組成團隊，將所涉專業充分融合，發揮各自的優勢，融合成為系統，對教師的專業素養和技術能力都起到了促進作用。

（3）實訓項目的創新開發。教師和學生在使用該平臺的過程中，實訓項目可以自行設計、靈活多變，從而進一步將所學知識應用于實踐。由于所采用元件盡可能做到標準化，這樣學生可自行對元件選型、自行組裝平臺，達到很好的學習與訓練效果。

四、結語

通過對“開放式”液氣壓平臺開發，達到了對每一系統的元器件、電路、油路、氣路關系一目了然，這種開放性實現了理論與實踐結合，加強了各學科之間的融合應用，并便于學生進行創新訓練、組裝和故障維護，提升實訓效率與效果。

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作者簡介：鄭建軍（1984-），河南許昌人，講師，研究方向：機電一體化與工業機器人。