氣動課程設計任務書

1、典型氣動設備系統(tǒng)設計綜合項目任務書一、本課程基本情況1課程基本信息項目課程：氣壓傳動技術（二）典型氣動設備系統(tǒng)設計所屬專業(yè)：機械設計與制造（氣液方向）學 時：66+2周學 分：3.5+2授課對象：2012級機械設計與制造（氣液方向）班級2課程主要知識內(nèi)容及能力要求（1）氣壓傳動概述掌握氣壓傳動的工作原理以及組成；熟悉氣壓傳動的優(yōu)缺點；了解氣壓傳動的應用及發(fā)展。（2）氣動基礎知識了解空氣的性質(zhì)以及空氣中的水分；熟悉氣體的控制規(guī)律（氣體狀態(tài)方程）；了解氣體流動特性。（3）氣源裝置及輔件掌握壓縮空氣站的組成及空氣壓縮機的工作原理；熟悉雜質(zhì)對氣動裝置的影響；要求學生能掌握常用的氣動輔件的工作原理、結構

2、和特點，以達到正確選用、合理使用、簡單維護維修的目的。（4）氣動執(zhí)行元件了解氣缸的分類及工作特性；掌握氣缸的主要尺寸及結構設計；熟悉氣馬達的結構原理；掌握氣動執(zhí)行元件基本參數(shù)計算及選型。（5）氣動控制元件掌握方向控制閥、流量控制閥、壓力控制閥的分類、結構原理與圖形符號；掌握各類閥性能參數(shù)、選型及常見故障排除；熟悉氣動邏輯元件的分類；掌握高壓截止式邏輯元件結構原理及應用。（6）氣動基本控制回路掌握壓力控制回路、換向回路、速度控制回路、位置控制回路、安全保護回路、往復動作回路、延時回路、計數(shù)回路等工作原理及應用；掌握常用氣動基本控制回路的設計方法；能夠分析中等復雜程度的氣動系統(tǒng)原理圖。（7）氣動邏

3、輯控制回路設計熟悉邏輯函數(shù)、真值表、卡諾圖基本概念；了解布爾代數(shù)的三種基本邏輯運算及其恒等式；熟悉邏輯函數(shù)表達式的簡化；掌握組合邏輯控制回路設計的一般方法步驟；能夠應用卡諾圖法設計一般復雜程度的氣動邏輯控制系統(tǒng)。（8）氣動行程程序控制回路設計掌握氣動行程程序控制回路的組成與表示；掌握氣動邏輯原理圖繪制；掌握障礙信號的判別及消除；能夠應用X-D線圖設計法、串級轉(zhuǎn)換法、步進控制法設計中等復雜程度的氣動行程程序控制回路。 （9）電氣-氣動系統(tǒng)設計 掌握繼電器控制氣動回路設計,包括串級轉(zhuǎn)換及X-D線圖設計方法；掌握PLC控制氣動系統(tǒng)設計,包括單電控、雙電控PLC控制氣動系統(tǒng)設計方法；了解基于組態(tài)軟件及

4、DDE遠程控制的氣動系統(tǒng)設計一般方法與內(nèi)容。（10）氣動比例與伺服系統(tǒng)簡介了解電-氣比例/伺服控制系統(tǒng)的基本組成；熟悉電-氣比例/伺服控制系統(tǒng)的基本原理及應用；了解氣動比例/伺服控制系統(tǒng)的基本元件結構原理。二、項目概述1本項目在專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的地位與作用典型氣動設備系統(tǒng)設計是機械設計與制造（氣液方向）專業(yè)課程氣壓傳動技術的實踐教學項目；是機械制圖、機械工程技術基礎、傳感器及檢測技術、電氣控制與PLC、氣壓傳動技術等相關課程的綜合應用，為氣液傳動典型設備設計等課程提供技術支撐。通過項目實施，促進我院緊貼溫州地區(qū)相關產(chǎn)業(yè)需求，培養(yǎng)制造企業(yè)急需的氣動設備設計及維護維修人員，包括氣動自動化設備制造

5、企業(yè)的設計人員、氣動系統(tǒng)裝調(diào)工、氣動設備售后服務人員等技術與技能型人才；培養(yǎng)學生的氣動系統(tǒng)設計、氣動設備故障診斷和排除、氣動設備維護維修等技能、團隊協(xié)作能力以及質(zhì)量、效率、成本、安全和環(huán)保意識。2項目來源本綜合項目的所有任務均來源于生產(chǎn)生活中實際應用的中小型氣動自動化設備；項目實施內(nèi)容涵蓋了氣壓傳動技術課程的主要內(nèi)容及重難點；學生在項目實施過程中結合仿真軟件以及利用實訓設備搭建模擬系統(tǒng)，盡可能呈現(xiàn)設備真實工作過程。三、項目教學目標及培養(yǎng)的關鍵能力1. 項目主要教學目標本項目實施按照中小型氣動自動化設備真實工作過程與性能，結合相關職業(yè)標準和典型企業(yè)崗位技能標準的相關要求，以典型設備氣動回路與控制

6、系統(tǒng)設計為教學內(nèi)容，讓學生在項目訓練中深入理解各類氣動元件的結構原理、基本回路的工作原理與應用；掌握典型自動化設備氣動回路及其控制系統(tǒng)設計的一般方法；能夠?qū)鈩釉盎芈烦Ｒ姽收线M行診斷與排除。主要教學目標如下：1.熟悉氣壓傳動系統(tǒng)的組成、工作原理、特點及應用；2.了解氣體基本物理性質(zhì)及流動特性；3.掌握氣源及其輔助裝置的結構原理及選型；4.掌握氣動執(zhí)行元件分類特點、工作原理及選型；5.掌握氣動控制元件與邏輯元件結構原理及應用；6.掌握各類氣動元件的圖形符號、選型以及常見故障排除；7.掌握常見基本氣動回路的工作原理、設計方法及應用；8.能夠看懂中等復雜程度氣動原理圖，并能熟練分析工作過程；9.

7、能夠應用卡諾圖法設計一般復雜程度的氣動邏輯控制系統(tǒng)；10.掌握氣動行程程序控制系統(tǒng)的基本設計方法，包括X-D線圖、串級轉(zhuǎn)換、步進控制等，能夠設計中等復雜程度的氣動系統(tǒng)；11掌握氣動回路常用電氣控制系統(tǒng)設計，主要包括繼電器控制與PLC控制；12掌握典型自動化氣動設備設計內(nèi)容、方法步驟與節(jié)能設計思想；13.了解氣動遠程控制系統(tǒng)的工作原理、性能特點及應用。2.項目實施與本課程關鍵能力培養(yǎng)對照表項目教學任務對應本課程教學內(nèi)容項目實施應用的知識點培養(yǎng)學生的關鍵能力定長裁紙機1.換向回路2.往復動作回路3.安全回路4.壓力控制回路5.X-D線圖法設計1氣動系統(tǒng)設計的一般方法與步驟2常用氣動換向回路的結構原

8、理及特點3多缸順序往復動作回路的工作原理及應用4雙手操作安全回路的原理及應用5.常用氣動壓力控制回路工作原理及特點6. X-D線圖設計方法及應用1常用氣動基本回路設計2X-D線圖氣動系統(tǒng)設計內(nèi)容與方法3.氣動系統(tǒng)及元件維護維修與故障排除自動送料機1.位置控制回路2.延時回路3.行程程序控制回路4.串級轉(zhuǎn)換法設計1行程程序控制回路的組成表示及常用設計方法2常見氣動位置控制回路的工作原理及應用3延時回路的分類特點及應用4各類氣動元件結構原理5.串級轉(zhuǎn)換設計方法及應用1典型氣動回路設計2氣動系統(tǒng)及元件維護維修與故障排除3. 串級轉(zhuǎn)換氣動系統(tǒng)設計內(nèi)容與方法夾緊工作裝置1.氣動系統(tǒng)中常用的電氣電路2.繼

9、電器控制回路3.PLC控制系統(tǒng)1繼電器控制氣動回路設計,包括串級轉(zhuǎn)換及X-D線圖設計方法2PLC控制氣動系統(tǒng)設計,包括單電控、雙電控PLC控制氣動系統(tǒng)設計方法3基于組態(tài)軟件及DDE遠程控制的氣動系統(tǒng)設計一般方法與內(nèi)容1電氣-氣動系統(tǒng)設計的一般方法與步驟2電氣-氣動系統(tǒng)及元件維護維修與故障排除3.氣動設備遠程控制系統(tǒng)螺絲塞裝配器1.單往復行程程序控制2.計數(shù)回路3.障礙信號4.步進控制法設計1氣動往復行程程序控制系統(tǒng)工作原理與一般設計方法2計數(shù)回路的分類特點、工作原理及應用3障礙信號類型判斷及常用消障方法4步進控制塊的結構原理及分類特點、應用場合1典型氣動回路應用與設計2氣動系統(tǒng)及元件維護維修與

10、故障排除3. 步進控制氣動系統(tǒng)設計內(nèi)容與方法兒童游樂機1.邏輯控制系統(tǒng)2.速度控制回路3.邏輯代數(shù)法設計4.卡諾圖設計1邏輯函數(shù)基本定律及運算2速度控制回路分類特點及應用3卡諾圖一般設計方法與步驟4組合邏輯控制回路設計1組合邏輯控制回路應用與設計2氣動系統(tǒng)及元件維護維修與故障排除3氣動系統(tǒng)節(jié)能設計理念四、項目內(nèi)容與實施進度1項目主要內(nèi)容任務一：定長裁紙機（1）任務描述設計一定長裁紙機裝置，雙作用氣缸A通過在導軌上滑動，可以調(diào)節(jié)裁紙長度，其工作過程如下：首先打開氣泵，雙作用氣缸A和B均處于縮回狀態(tài)。1）操作人員松開氣缸A上的調(diào)節(jié)螺絲使氣缸A可以在導軌上滑動，定好所需的裁紙長度后，擰緊調(diào)節(jié)螺絲，使

11、氣缸A固定橫向位置。2）按下?lián)醢迳蛋粹o，使氣缸B伸出。3）放入紙張，使其前端頂住擋板。4）為了確保做操人員的安全，設置兩個裁紙按鈕，只有當操作人員雙手同時按下兩個裁紙按鈕時，缸A才會伸出，裁剪紙張。5）完成紙張裁剪后，氣缸A自動縮回。6）等待氣缸A縮回到位，氣缸B縮回，方便操作人員將已裁好的紙張取出。7）取出紙張后，操作人員再次按下?lián)醢迳蛋粹o，繼續(xù)重復上述步驟3至步驟7。（2）任務要求1）采用X-D線圖法進行設備氣動回路設計；2）應用FESTO軟件設計出全氣動控制系統(tǒng)原理圖、X-D線圖；3）在QD-1型氣動實訓臺上搭建回路，使其滿足工作要求；4）撰寫綜合項目設計說明書。任務二：自動送料機（

12、1）任務描述設計一自動送料機構工作原理圖,初始狀態(tài)雙作用氣缸A,B均縮回，其工作過程如下:1)當按下啟動按鈕時,氣缸B伸出，頂住上部物料使其不下落。2)氣缸A伸出，將物料推送至工作位置。3)氣缸A縮回到初始位置。4)氣缸B縮回，使物料自動下落。5）5秒后，一個工作過程完成，氣缸B伸出，頂住上部物料，繼續(xù)下一個工作循環(huán)，直到按下停止按鈕，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。（2）任務要求1）采用串級轉(zhuǎn)換法進行設備氣動回路設計；2）應用FESTO軟件設計出全氣動控制系統(tǒng)原理圖；3）在QD-1型氣動實訓臺上搭建回路，使其滿足工作要求；4）撰寫綜合項目設計說明書。任務三：夾緊工作裝置（1）任務描述設計一夾緊工作裝置，初

13、始狀態(tài)兩個雙作用氣缸都縮回，其工作過程如下：1）按下啟動按鈕，雙作用氣缸A伸出將物料從料倉推送到加工站。2）另一個雙作用氣缸B與第一個氣缸成90方向?qū)⒐ぜA緊。3）保持夾緊狀態(tài)10s，以便對零件進行加工，夾緊狀態(tài)下，綠燈亮，否則，紅燈亮。4）10S完成工作后，兩缸同時縮回，完成一個工作循環(huán)。（2）任務要求1）應用FLUIDSIM3.5軟件設計出氣動回路原理圖；2）利用繼電器或PLC控制，設計電氣控制回路，并在實訓臺上搭建回路，滿足工作過程。（二選一）3）撰寫綜合項目設計說明書。任務四：螺絲塞裝配器（1）任務描述設計一螺絲塞裝配夾持器，將O型密封圈配裝在閥的螺絲塞上。螺絲塞系通過一振動器進給到夾

14、持器來。1）安裝在氣缸B上的一個叉撿起一個螺絲塞。2）當起動訊號加入時，氣缸A提升O型密封圈向上，同時氣缸B連叉返回。此時螺絲塞位在O型密封圈上面。3）氣缸C壓螺絲塞入O型密封圈。然后氣缸A、B及C返回至它們的起始位置。4）氣缸D從夾持器提升工件。5）由一吹氣噴口E吹入箱內(nèi)。 （2）任務要求1）采用步進控制法設計氣動回路；2）應用FLUIDSIM3.5軟件繪制系統(tǒng)原理圖，仿真滿足工作過程；3）撰寫綜合項目設計說明書。任務五：兒童游樂機（1）任務描述設計一打妖怪兒童游樂機，設備有4個控制按鈕a、b、c、d，2只手臂由兩個氣缸A、B驅(qū)動，動作控制要求如下：1）當按下控制按鈕a時，A缸伸出，B缸縮回

15、；2）當按下控制按鈕b時，B缸伸出，A缸縮回；3）當按下控制按鈕c時，AB缸均伸出；4）當按下控制按鈕d時，AB缸均縮回；5）當按鈕都不按時，AB缸為縮回狀態(tài)。（2）任務要求1）采用卡諾圖進行設備氣動組合邏輯回路設計；2）應用FESTO軟件繪制出全氣動控制系統(tǒng)原理圖、邏輯線圖；3）在QD-1型氣動實訓臺上搭建回路，使其滿足工作要求；4）撰寫綜合項目設計說明書。2項目實施進度安排任務實施內(nèi)容時間任務布置與相關培訓布置任務，準備資料，軟件及說明書撰寫培訓0.5天任務一定長裁紙機分析任務，采用X-D線圖法進行設備氣動回路設計，繪制X-D線圖0.5天應用FESTO軟件設計出全氣動控制系統(tǒng)原理圖0.5天

16、在QD-1型氣動實訓臺上搭建回路，使其滿足工作要求0.5天撰寫綜合項目設計說明書0.5天任務二自動送料機明確工作要求，采用串級轉(zhuǎn)換法進行設備氣動回路設計0.5天應用FESTO軟件設計出全氣動控制系統(tǒng)原理圖0.5天在QD-1型氣動實訓臺上搭建回路，使其滿足工作要求0.5天撰寫綜合項目設計說明書0.5天任務三夾緊工作裝置分析任務要求，應用FLUIDSIM3.5軟件設計出氣動回路原理圖0.5天利用繼電器或PLC控制（二選一），設計電氣控制回路，并在實訓臺上搭建回路，滿足工作過程0.5天撰寫綜合項目設計說明書0.5天任務四螺絲塞裝配器采用步進控制法設計氣動回路0.5天應用FLUIDSIM3.5軟件繪制

17、系統(tǒng)原理圖，仿真滿足工作過程0.5天撰寫綜合項目設計說明書0.5天任務五兒童游樂機采用卡諾圖進行設備氣動組合邏輯回路設計，繪制邏輯線圖0.5天應用FESTO軟件繪制出全氣動控制系統(tǒng)原理圖0.5天在QD-1型氣動實訓臺上搭建回路，使其滿足工作要求0.5天撰寫綜合項目設計說明書0.5天總結答辯，成果整理與總結0.5天3小組分工本項目實施班級分為5個小組，每組6-7名同學；在計劃課時內(nèi)協(xié)同完成項目內(nèi)容。同學可以申請2-3人設組；每個小組設組長1人，負責本組內(nèi)容安排和日常紀律考勤。4主要成果（1）氣動系統(tǒng)原理圖5張；（2）電氣控制線路圖或控制程序1張（份）；（3）實訓臺搭建模擬系統(tǒng)圖片4張；（4）綜合

18、項目設計說明書一份（5個任務合訂）；（5）項目實訓總結一份（500字左右）。5預期成效通過項目實施，培養(yǎng)并提高學生對氣壓傳動技術課程以及相關課程的綜合應用與實踐動手能力；培養(yǎng)學生氣動系統(tǒng)設計、故障診斷和排除技能、團隊協(xié)作能力以及質(zhì)量、效率、成本、安全和環(huán)保意識；促進我院緊貼產(chǎn)業(yè)需求培養(yǎng)企業(yè)急需的中小型氣動自動化設備設計、維護維修高技能人才。五、項目考核與驗收1項目實施前，指導教師編寫典型氣動設備系統(tǒng)設計綜合項目任務書以及相關技術文件，學生按照項目要求實施，制定具體考核形式與標準。2考核內(nèi)容與配分任務分值工作過程與平時表現(xiàn)30%項目成果50%小組評價20%得分任務一（20分）定長裁紙機任務二（20分）自動送料機任務三（20分）夾緊工作裝置任務四（20分）螺絲塞裝配器任務五（20分）兒童游樂機總評（按等級）氣動手爪設計設計一用于工件夾持的氣動手爪，工件為鋁合金材料，尺寸50*50，方案如下：方案一：方案二：簡易氣動沖床設計常用公差與配合1.軸孔及滑塊與槽的滑動配合： 孔或槽的公差0.03+0.01(H7)； 軸或滑塊的公差-0.01-0.03(f6) 。2.表面粗度： 一般加工零件 , 研磨的加工面 (G代表研磨)。零件常用材料(1)鋁合金：6061-T6，表面處理：超硬(最硬的表面處理)珍