自動控制的氣動多工位移動平臺

王磊 陸志娟

摘要：在自動化生產中，自動控制是核心。氣動控制設計思路簡單，工程容易實現，成本低。本文設計了一款氣缸+電磁閥的組合，可以實現雙方向多工位移動的平臺，并且可以實現自動控制。

關鍵詞：中封式電磁閥;耗氣量;磁開關;自動控制

中圖分類號：TM621.6 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）07-0005-02

在常見的自動化控制系統中，位置移動控制有氣動控制和電機控制兩種。電機+控制器的方案，優勢是控制位移的精度高，響應速度快;氣缸+電磁閥+磁開關的方案，優勢是工程實現更簡單，成本低。

下面介紹一種，氣缸+電磁閥+磁開關，結合簡單電路，實現多工位可雙方向移動的氣動設計。

1 氣動部分

（1）氣缸。將壓縮空氣的壓力能轉換為機械能。直線運動的氣缸可輸出壓力，作擺動的氣缸可輸出力矩。氣缸按照功能分類，有標準型氣缸，復合型氣缸，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，配合的磁開關是D-M9B。此處選擇MY3B32-1200，缸徑32mm，行程1200mm，使用壓力0.5MPa，計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。經過計算，此氣缸最大耗氣量285L/min。

（2）電磁閥。用在工業控制系統中調整介質的方向、流量、速度和其他的參數。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線圈失電后的狀態不變;進氣口關閉;排氣口關閉，所以選擇中封式五通電磁閥。其次，根據氣缸最大耗氣量285L/min，要選擇SY5320-5LZD-C8電磁閥，這款電磁閥，進氣流量最大390L/min，排氣流量最大460L/min，滿足氣缸使用條件。

（3）其它配件。磁開關選用D-M9B，還有若干接頭，氣管。

將氣缸初始位置認為A，中間位置認為室B，尾端認為是C。各安裝一個磁開關。由A向C認為是正方向，由C向A認為是負方向。

2 控制電路

（1）供電部分。由220交流電供電，配開關電源。

（2）控制部分。包括三個中間繼電器，線包24V。五個按鈕，其中三個保持按鈕，兩個瞬動按鈕。把它們聯成控制電路。如圖1所示。

其中，3個磁開關分別安裝在，工件需要移動的A，B，C三個氣缸位置上，并且命名為磁開關A，B，C。磁開關A，B，C和保持按鈕A，B，C串聯成三條電路，并按照電路圖，將三條電路并聯，一端接P24，另一端接中間繼電器KA1的線包A1。兩個瞬動按鈕，分別命名為‘正方向和‘負方向。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，左側公共點接P24，右側公共點接N24，左側長閉點NC接KA2，KA3的左側公共點;KA1的右側長閉點NC接KA2，KA3的右側公共點。KA2的左側右側長開NO分別連接電磁閥的A端+和-。KA3的左側和右側長開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，看總進氣自帶的嵌入式壓力表，壓力要求0.5MPa。

氣缸移動模塊從A到B。首先按下保持按鈕B。然后按下瞬動按鈕‘正方向。此時KA2線包供電24V，電磁鐵吸合連接電磁閥A端的+和-被加電。氣缸開始從A向B運動（可以在氣缸接氣口安裝排氣調速閥解決氣缸移動速度的快慢問題）。當移動模塊到達B位置，磁開關B感應到模塊而連通，導致給電磁閥A端+和-加電停止氣缸停止動作，松開按鈕‘正方向，氣缸停留在B。用類似的操作，可以使氣動模塊到達，C和A。

4 自動控制

現在結構有六個輸入，兩個輸出，分別是A按鈕，B按鈕，C按鈕，A磁開關，B磁開關，C磁開關，輸出是電磁閥的正和反兩個方向。也可以把信號加在PLC上，從而做到電子設備的自動控制。控制如圖2所示。

5 結語

氣缸完成A，C之間雙方向任意兩點間的移動。以之類推，其實結合更多的磁開關，更復雜的電路，我門可以讓移動模塊到達并停留更多的位置。氣缸+電磁閥，氣動設計最常見的組合，可以用在同方向多工位的雙方向運動，給自動化設備設計者在運動控制上多了一個成本更低的選擇。

參考文獻

[1] 趙彤.現代實用氣動技術[M].北京：機械工業出版社，2008.