摘要：电子气动控制化纤打包机模型采用气动执行机构、PLC进行自动化控制。该实验系统在实验室 重现了化纤打包机的运作特性，能使学生对气动机构有充分的了解并能满足学生对控制程序的优化或编程。 介绍了化纤打包机模型结构组成，给出了打包机模型的气动系统原理图，并提供了部分PLC控制程序范例。 关键词：电子气动控制；化纤打包机;PLC ；实验系统

 

中图分类号:TH138文献标识码：B

 

1引言

 

机电一体化技术是现代工业发展的巨大推动力。

 

电子一气动控制技术作为机电一体化技术的一个重要 组成部分,它结合了电子控制的便捷、灵活和可靠等优 势和气传动的简单、快捷和安全等优点，已成功应用在 机械、纺织、包装等多个领域。化纤打包机是一种动作 步骤复杂的纺织纤维生产用机械设备，工作时要求各 个动作之间要有严格的逻辑顺序关系，应用PLC控制 能简化系统的设计并提高系统的工作效率和可靠性。

 

化纤打包机模型系统采用了 PLC控制和气压传动驱 动，是一种按照预设程序完成化纤打包从推棉压棉到 抓包移包整个化纤包装工艺过程的机电一体化实验教 学装置。

 

2化纤打包机模型系统组成和工作原理

 

化纤打包机模型系统由铝合金型材搭架,选用德 国FEST0气动元件组合成打包机执行机构,依据化纤 打包机的工作过程,化纤打包机模型分为推棉机构、预 压机构、主压机构、提箱机构、抓包移包机构、以及转箱 机构等执行机构。这些执行机构分别固定在基架的适 当位置上，图1所示为化纤打包机模型示意图。

 

将损失降到最小。

 

参考文献：

 

[1 ]成大先.机械设计手册[M ].北京:化工工业出版社,1994.

文章编号：10004858 (2011) 03-0103-03

1.推棉机构2.预压机构3.主压机构4.提箱机构 5.抓包移包机构6.转箱机构7.基架 图1化纤打包机模型示意图

化纤打包机模型各执行机构均采用气动方式驱 动。其中，推棉、预压、主压为直线运动，故选用标准气 缸即可达到动作效果;提箱机构采用双活塞气缸,可以 保证提箱运动平稳,棉箱不倾斜；转箱机构是将棉箱在

 

预压和主压两个工位间进行180°交换，选用结构紧 凑、适用于工件翻转作业的叶片式摆动驱动器进行驱 动;抓包移包机构要完成将捆扎好的化纤棉包从主压 工位取下再转送到指定位置（如，传输带或运输小 车），要求棉包位置移动准确、机构结构占用空间小, 故选用气动抓手与齿轮齿条摆动驱动器、无杆气缸配 合完成动作:齿轮齿条摆动马达终点位置可调，且具有 缓冲作用;无杆气缸没有刚性活塞杆,利用活塞实现往 复运动，可节省安装空间。此外,在气缸的两侧进出气 口处，分别装有单向节流阀，调节节流阀的开度可以起 到控制气缸运动速度作用，保证气缸能稳定工作。

 

化纤打包机模型的气动原理如图2所示，气动系 统由气源、气动三联件、气动系统控制阀（两位五通电 磁阀，1.1 ~8. 1)、各执行气缸或气动抓手（1. 0-8.0) 等组成。整个气动系统主要完成推棉、预压、主压、提 箱、抓包移包以及转箱等化纤打包的关键动作。由于 各机构运动的执行都有定位要求，因此在执行气缸或 机构适当位置上安装接近式位置传感器（1. 2-8.2, 1.3-8.3)。直线运动的标准气缸和无杆气缸的气缸 活塞装有永久磁环，接近传感器可以直接安装到气缸 体上，位置在气缸上机械可调，并可被锁定在需要的位 置，气缸运动时一旦活塞前进或返回到该位置，开关信 号状态就发生变化。摆动驱动器带有的限位装置，依 照角度标尺将其固定,再将接近传感器设置在基架的 对应位置，可以对其的转动角度进行控制。

位置传感器的信号反馈到PLC输入端,PLC控制 程序对该反馈信号进行处理,判断气缸活塞的运动是 否到位,然后发出控制信号给电磁换向阀来控制气缸 的运动和停止，实现化纤打包机模型工作的需要。 表1所列为化纤打包机模型执行机构使用的气缸和对 应的传感器、电磁阀。

表1化纤打包机模型执行机构对应的气缸、传感器和电磁阀

执行机构 气缸类型 作用 传感器 电磁阀

推棉机构 标准气 缸1.0 推棉 进给限位传感器1.2 回程限位传感器1.3 两位五通单作 用电磁阀1.1

预压机构 标准气 缸2.0 预压 进给限位传感器2.2 回程限位传感器2.3 两位五通单作 用电磁阀2.1

主压机构 标准气 缸3.0 主压 进给限位传感器3.2 回程限位传感器3.3 两位五通单作 用电磁阀3.1

提箱机构 双活塞 气缸4.0 提箱 进给限位传感器4.2 回程限位传感器4.3 两位五通单作 用电磁阀4.1

转箱机构 叶片式摆 动马达5.0 转箱 初始限位传感器5.2 180。限位传感器5.3 两位五通双作 用电磁阀5.1

无杆气 缸6.0 移包 进给限位传感器6.2 回程限位传感器6.3 两位五通单作 用电磁阀6.1

抓包移包 机构 齿轮齿条 式摆动马 达7.0 转包 初始限位传感器7.2 90。限位传感器7.3 两位五通单作 用电磁阀7.1

气动抓 手8.0 抓包 夹紧限位传感器8.2 复位限位传感器8.3 两位五通单作 用电磁阀8.1