液氣壓傳動(dòng)“開(kāi)放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與制作

鄭建軍 盧雪紅

摘?要：以開(kāi)發(fā)“開(kāi)放式”液氣壓傳動(dòng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)為例，在方案設(shè)計(jì)、載體選擇、平臺(tái)開(kāi)發(fā)與制作過(guò)程中，將多門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程進(jìn)行融合與綜合應(yīng)用，達(dá)到助力教師綜合能力、學(xué)生實(shí)踐能力、專業(yè)綜合素質(zhì)提升的目的。并以此平臺(tái)開(kāi)發(fā)為基礎(chǔ)，激發(fā)教師與學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)一步完善專業(yè)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)和開(kāi)發(fā)新的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，并為各項(xiàng)技能大賽奠定扎實(shí)的基本功。

關(guān)鍵詞：液氣壓;職業(yè)教育;開(kāi)放式;實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程是研究液壓與氣壓傳動(dòng)元件與回路，實(shí)質(zhì)綜合了機(jī)械、電氣、控制的一門(mén)綜合性很強(qiáng)的課程。本課程實(shí)驗(yàn)設(shè)備多為廠家提供的整體設(shè)備，特別是其控制模塊，封裝嚴(yán)實(shí)，學(xué)生無(wú)法了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)故障難以排查，有必要以能力培養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)“開(kāi)放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，讓真實(shí)內(nèi)部控制模塊顯示出來(lái)，而且能夠根據(jù)不同液壓系統(tǒng)自行搭建控制系統(tǒng)，使理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，并提升學(xué)生學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新拓展能力。

一、開(kāi)發(fā)液氣壓“開(kāi)放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的流程

首先要對(duì)氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的組成模塊進(jìn)行分解，如分解電氣控制模塊、PLC控制模塊、氣動(dòng)系統(tǒng)模塊等，然后對(duì)各模塊制定出多種方案，準(zhǔn)備相關(guān)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(dòng)系統(tǒng)圖、氣動(dòng)元件布置圖、機(jī)械裝配圖等）。開(kāi)發(fā)流程如下圖所示。

二、開(kāi)發(fā)液氣壓“開(kāi)放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的過(guò)程

（一）確定總體方案

整個(gè)平臺(tái)主體分為兩個(gè)部分：電氣控制元件安裝區(qū)與液氣壓元件安裝區(qū)。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(shí)間繼電器、按鈕、急停開(kāi)關(guān)、接線端子排等;液氣壓元件主要包括：氣動(dòng)三聯(lián)件、氣缸、換向閥（手動(dòng)、電磁）、節(jié)流閥、管路、溢流閥、減壓閥等。

（二）準(zhǔn)備各類技術(shù)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(dòng)原理圖、平臺(tái)總裝圖等。在電氣控制與液氣壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)原理驗(yàn)證方面，可以采用Automation_Studio_5.6_Edu機(jī)電一體化軟件或者宇龍電機(jī)與拖動(dòng)仿真軟件進(jìn)行。在整體平臺(tái)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(duì)真實(shí)元件進(jìn)行三維實(shí)體建模，并且進(jìn)行虛擬裝配。

（三）準(zhǔn)備元件，裝配平臺(tái)

根據(jù)元器件選型資料和繪制的各種工程圖樣，采購(gòu)或拆解元件并進(jìn)行平臺(tái)組裝，組裝效果如圖三所示。平臺(tái)整體選用歐標(biāo)鋁型材搭建，因其輕便堅(jiān)固，有成型的槽便于安裝器件;電氣控制元件安裝平臺(tái)采用電木板，也稱作膠木板、酚醛層壓紙板，是使用品質(zhì)優(yōu)良的漂白木積紙及棉絨紙做為補(bǔ)強(qiáng)物，并以高純度、全合成的石化原料所反應(yīng)制成的酚醛樹(shù)脂做為樹(shù)脂粘合劑制造而成的木板。其具有絕緣、不產(chǎn)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(hù)功能的。最終，學(xué)生在使用過(guò)程中可以根據(jù)自己的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將元器件重新定位、刪減、增補(bǔ)，以達(dá)到學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)。

三、開(kāi)發(fā)液氣壓“開(kāi)放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的效果

（1）綜合能力的提升。液氣壓“開(kāi)放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)以液氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)為控制對(duì)象，以電氣控制或PLC程序控制為控制方法，以傳感器技術(shù)為系統(tǒng)反饋，將多學(xué)科進(jìn)行融合，達(dá)到訓(xùn)練學(xué)生系統(tǒng)化的工程思維，而將控制對(duì)象模塊化可以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與知識(shí)運(yùn)用能力。

（2）“機(jī)械與電子”的融合。機(jī)械專業(yè)教師和電氣控制專業(yè)教師組成團(tuán)隊(duì)，將所涉專業(yè)充分融合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，融合成為系統(tǒng)，對(duì)教師的專業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)能力都起到了促進(jìn)作用。

（3）實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)。教師和學(xué)生在使用該平臺(tái)的過(guò)程中，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目可以自行設(shè)計(jì)、靈活多變，從而進(jìn)一步將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。由于所采用元件盡可能做到標(biāo)準(zhǔn)化，這樣學(xué)生可自行對(duì)元件選型、自行組裝平臺(tái)，達(dá)到很好的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練效果。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)“開(kāi)放式”液氣壓平臺(tái)開(kāi)發(fā)，達(dá)到了對(duì)每一系統(tǒng)的元器件、電路、油路、氣路關(guān)系一目了然，這種開(kāi)放性實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐結(jié)合，加強(qiáng)了各學(xué)科之間的融合應(yīng)用，并便于學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新訓(xùn)練、組裝和故障維護(hù)，提升實(shí)訓(xùn)效率與效果。

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作者簡(jiǎn)介：鄭建軍（1984-），河南許昌人，講師，研究方向：機(jī)電一體化與工業(yè)機(jī)器人。