自动控制的气动多工位移动平台

王磊 陆志娟

摘要：在自动化生产中，自动控制是核心。气动控制设计思路简单，工程容易实现，成本低。本文设计了一款气缸+电磁阀的组合，可以实现双方向多工位移动的平台，并且可以实现自动控制。

关键词：中封式电磁阀;耗气量;磁开关;自动控制

中图分类号：TM621.6 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）07-0005-02

在常见的自动化控制系统中，位置移动控制有气动控制和电机控制两种。电机+控制器的方案，优势是控制位移的精度高，响应速度快;气缸+电磁阀+磁开关的方案，优势是工程实现更简单，成本低。

下面介绍一种，气缸+电磁阀+磁开关，结合简单电路，实现多工位可双方向移动的气动设计。

1 气动部分

（1）气缸。将压缩空气的压力能转换为机械能。直线运动的气缸可输出压力，作摆动的气缸可输出力矩。气缸按照功能分类，有标准型气缸，复合型气缸，特殊气缸;气缸按照尺寸分类，有微型气缸，小型气缸，中型气缸，大型气缸[1]。SMC品牌的MY3B系列气缸。这款气缸的缸径和行程有多种选择，使用压力是0.15～0.8MPa，最大活塞速度1000mm/s，配合的磁开关是D-M9B。此处选择MY3B32-1200，缸径32mm，行程1200mm，使用压力0.5MPa，计算耗气量选择配套电磁阀。

耗气量=0.0462×缸径2×最大速度×（使用压力+ 0.102）

注意在公式中，缸径的单位使用cm，最大速度的单位使用mm/s，使用压力的单位是MPa。经过计算，此气缸最大耗气量285L/min。

（2）电磁阀。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。三位五通电磁阀有三种形式：中封、中泄、中压式电磁阀。中封：在两个线圈都不给电的情况下，气缸前腔和后腔的压力保持在最后一个线圈失电后的状态不变;进气口关闭;排气口关闭，所以选择中封式五通电磁阀。其次，根据气缸最大耗气量285L/min，要选择SY5320-5LZD-C8电磁阀，这款电磁阀，进气流量最大390L/min，排气流量最大460L/min，满足气缸使用条件。

（3）其它配件。磁开关选用D-M9B，还有若干接头，气管。

将气缸初始位置认为A，中间位置认为室B，尾端认为是C。各安装一个磁开关。由A向C认为是正方向，由C向A认为是负方向。

2 控制电路

（1）供电部分。由220交流电供电，配开关电源。

（2）控制部分。包括三个中间继电器，线包24V。五个按钮，其中三个保持按钮，两个瞬动按钮。把它们联成控制电路。如图1所示。

其中，3个磁開关分别安装在，工件需要移动的A，B，C三个气缸位置上，并且命名为磁开关A，B，C。磁开关A，B，C和保持按钮A，B，C串联成三条电路，并按照电路图，将三条电路并联，一端接P24，另一端接中间继电器KA1的线包A1。两个瞬动按钮，分别命名为‘正方向和‘负方向。按钮‘正方向一端接P24，另一端接中间继电器KA2的线包A1。按钮‘负方向一端接P24，另一端接中间继电器KA3的线包A1。中间继电器KA1的线包A2接N24，左侧公共点接P24，右侧公共点接N24，左侧长闭点NC接KA2，KA3的左侧公共点;KA1的右侧长闭点NC接KA2，KA3的右侧公共点。KA2的左侧右侧长开NO分别连接电磁阀的A端+和-。KA3的左侧和右侧长开NO分别连接电磁阀的B端+和-。

3 操作

检查电路是否供电，用万用表的交流电档，检查供电电压，电压要求220V±10%;检查气路的气压，看总进气自带的嵌入式压力表，压力要求0.5MPa。

气缸移动模块从A到B。首先按下保持按钮B。然后按下瞬动按钮‘正方向。此时KA2线包供电24V，电磁铁吸合连接电磁阀A端的+和-被加电。气缸开始从A向B运动（可以在气缸接气口安装排气调速阀解决气缸移动速度的快慢问题）。当移动模块到达B位置，磁开关B感应到模块而连通，导致给电磁阀A端+和-加电停止气缸停止动作，松开按钮‘正方向，气缸停留在B。用类似的操作，可以使气动模块到达，C和A。

4 自动控制

现在结构有六个输入，两个输出，分别是A按钮，B按钮，C按钮，A磁开关，B磁开关，C磁开关，输出是电磁阀的正和反两个方向。也可以把信号加在PLC上，从而做到电子设备的自动控制。控制如图2所示。

5 结语

气缸完成A，C之间双方向任意两点间的移动。以之类推，其实结合更多的磁开关，更复杂的电路，我门可以让移动模块到达并停留更多的位置。气缸+电磁阀，气动设计最常见的组合，可以用在同方向多工位的双方向运动，给自动化设备设计者在运动控制上多了一个成本更低的选择。

参考文献

[1] 赵彤.现代实用气动技术[M].北京：机械工业出版社，2008.