认识工业自动化中的气动技术

摘 要：文章阐述了气动技术在工业自动化应用领域中的相应地位以及特殊气动执行元件的工作原理和在生产设备上的应用.

关 键 词：工业自动化气缸工程应用

中图分类号：TH138文献标识码：A文章编号：1007-9416（2012）10-0195-01

1.前言

工业自动化是一家企业上至领导层下至普通员工多非常重视和关心的问题,随着改革开放的深入以及和国外领先企业的不断交流往来,人们发现国内企业的工业自动化程度与国外同行相比差距明显.

在整个汽车仪表生产装配过程中,对工作环境、工艺要求都非常高,近年来市场的激烈竞争、劳动力成本的不断上升使一家有竞争力的企业工业自动化程度的高低与否显得尤为重要.而气动技术——这个以洁净低压空气为动力源的技术在现代工业自动化领域起到了举足轻重的作用.

2.气动控制

借助不断发展的电子信息技术和光电技术,气压传动控制部分日趋成熟和完善.从纵深上讲,可以涵盖从最底层的自动化感应部件、各种检测传感器、变送器、各种间接测量设备、各种执行机构等到自动回路调节器、自动控制单元.从应用性质上讲,自动控制系统可以分成以流程过程控制为主的过程控制系统（如微机）和以运动和传动控制为主的运动控制系统（如逻辑控制器PLC）.

3.气动执行元件

气动执行元件是将气体动能转换成机械能以实现往复运动或回转运动的执行元件.主要是由气缸和气动马达两种方式.一般将实现直线往复运动的气动执行元件称为气缸,其在基本结构上分为单作用式和双作用式两种.将实现回转运动的称为气动马达,其主要分为摆动式和回转式两类,前者实现有限回转运动,后者实现连续回转运动.

4.应用

通过与企业合作自主开发的汽车仪表指针压装机,在控制部分运用了以运动和传动控制为主的运动控制系统——PLC和一系列光电感应器、力传递传感器等.在执行元件方面,由于仪表上的步进电机出轴及细,指针装压时要求气缸输出的力刚性大且慢而平稳,经过技术分析,我们采用了一种叫气液联动气缸,取得了很好的效果,满足了工艺耍求,下面对气液联动气缸进行简单阐述.图1为气液联动气缸结构简图.

如图1所示：它主要由油缸A（以下简称A）、气缸B（以下简称B）和气液转换缸C（以下简称C）组成.为了减少对产品的冲击,在B装置中增加了特定的缓冲机构,在中盖D（以下简称D）和A、B、C三个装置连接机构中,在其内部根据结构不同分别增加了防气体和液体串通的精密防油槽,防油槽内采用特定的耐磨性较好的含氟聚氨酯密封圈.在工作时通过G4孔给A供压缩空气,而A中的液压油通过D进入缸C,再推动C内的活塞快速进给,当活塞杆A接近产品时,通过控制方向的电磁阀实现换向,换向后,再通过气孔G1给B提供一定压力的气体,利用气体推动活塞A1向左运动,再通过活塞杆B把压力F1传递给D中的液压油,通过液压推动活塞杆A前进,输出压力为F3实现增压,完成工作任务.（如图1图2）

如图2所示：由于推动气缸活塞杆的工作介质是油液（油液压缩率可忽略不计）,最终传递刭连接板上的力刚性好,并在图示弹簧机构反向力的作用下,使得安装在力传感器上的可调节压头得到慢且均匀的运动速度,满足了指针压装的工艺的特殊要求.

5.结语

气动自动化控制技术主要是利用压缩空气作为传递动力或信号的工作介质,通过电气控制,利用气缸或气动马达装置实现机械位移,从而改变位置状态,按预定的工艺要求,实现顺序或条件控制,从而满足特定的控制要求,实现工业过程控制的位置移动控制.由于气动元件装置结构简单、轻便、安装维护容易.工作介质是空气,可远程供给,不会产生二次环境污染,实现过程简便,是种低成本的自动化控制技术.同时由于其控制的核心部件是电磁阀,电磁阀具有极高的使用寿命,这也为气动自动化控制技术的实现提供了可靠的控制单元,完成可实现在特定环境下的使用,这也进一步拓展了气动自动控制技术的使用范围和行业.可在要求具有防火、防爆、耐潮的能力的行业内大量推广应用,既可解决行业人力负担,也可大大提高特定行业的工作效率.

随着电子技术的进一步发展,气动自动控制技术也有了快速的升级,不论是从材料的耐久性、安全性和可靠性等方面都已具备进一步推广应用的条件,新形势下的气动控制自动化技术应用必将迎来崭新的时代.