基于FluidSIM模擬軟件和FESTO實(shí)訓(xùn)平臺的氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)案例

摘 要：怎樣發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性？教師如何設(shè)計(jì)任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)？借助FluidSIM模擬軟件和FESTO實(shí)訓(xùn)平臺，設(shè)計(jì)氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生完成目標(biāo)和任務(wù)，讓學(xué)生在做中學(xué)，真正發(fā)揮課堂主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：氣動(dòng)教學(xué);任務(wù)驅(qū)動(dòng);方向閥及方向控制回路的實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)

氣壓傳動(dòng)是指以壓縮空氣為動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)和控制各種機(jī)械設(shè)備以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化和自動(dòng)化的一種技術(shù)。隨著工業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化的發(fā)展，氣動(dòng)技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，根據(jù)氣動(dòng)元件和裝置的不同功能，可將氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)分成氣源裝置、執(zhí)行元件、控制元件及輔助元件四個(gè)組成部分。

在日常教學(xué)中，要求學(xué)生理解元件的工作原理，合理選用常用的元件，能讀懂常見的回路，并能進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)調(diào)試及簡單故障診斷。為達(dá)到教學(xué)目的，認(rèn)識控制元件以及各種控制元件構(gòu)成的回路是教學(xué)的重點(diǎn)。而在回路的分析和設(shè)計(jì)中，認(rèn)識方向閥并分析換向閥的工位是很關(guān)鍵的，為引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，理解各類閥體的工作原理及在具體回路中的應(yīng)用，借助模擬軟件，結(jié)合實(shí)訓(xùn)平臺，設(shè)計(jì)氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

1 氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)案例

在學(xué)習(xí)方向控制閥及方向控制回路時(shí)，所需的方向閥的理論知識通過一定方式提供給學(xué)生，讓學(xué)生初步認(rèn)識換向閥。接下來利用FluidSIM模擬軟件和Festo氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)平臺引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)基本換向回路來進(jìn)一步學(xué)習(xí)鞏固換向閥。教師明確目標(biāo)和任務(wù)，設(shè)計(jì)問題引導(dǎo)學(xué)生完成項(xiàng)目，采用引導(dǎo)教學(xué)、信息化教學(xué)等方式讓學(xué)生自主完成設(shè)計(jì)并操作，并從中獲取知識。

在認(rèn)識等換向閥時(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)任務(wù)如下：

1.1 任務(wù)一、用指定的氣動(dòng)換向閥實(shí)現(xiàn)執(zhí)行件的伸出和縮回動(dòng)作

設(shè)計(jì)回路及調(diào)試如圖1所示。

1.2 任務(wù)二、進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)單往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制回路

要求：按下啟動(dòng)按鈕，缸伸出，然后缸自動(dòng)縮回。設(shè)計(jì)回路如圖2。

1.3 任務(wù)三、繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)雙往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制回路

要求：用行程閥實(shí)現(xiàn)缸自動(dòng)伸出和縮回的往復(fù)動(dòng)作。設(shè)計(jì)回路及調(diào)試如圖3。

該設(shè)計(jì)回路存在問題，例如氣源開關(guān)打開后缸立即伸出;氣動(dòng)換向閥換左位的行程閥在缸啟動(dòng)之前需先按下;缸動(dòng)作沒法停止等，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生完善設(shè)計(jì)回路。

1.4 任務(wù)四、最終設(shè)計(jì)出雙往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制回路

按下啟動(dòng)按鈕后，缸連續(xù)往復(fù)動(dòng)作，按下停止按鈕缸停止動(dòng)作。設(shè)計(jì)回路原理圖如圖4。模擬仿真并組裝調(diào)試達(dá)到設(shè)計(jì)效果。

2 任務(wù)總結(jié)及結(jié)論

通過從簡單到復(fù)雜的方向閥的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)踐中摸索并總結(jié)，學(xué)會(huì)各類方向閥。這些實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的完成，教師只是引導(dǎo)、為學(xué)生提供方法和思路，具體的實(shí)施由學(xué)生自由設(shè)計(jì)、動(dòng)手完成，讓學(xué)生在做中學(xué)，真正發(fā)揮課堂主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。

作者簡介：賈祥云（1980-），女，山東臨沂人，碩士，講師，主要從事機(jī)電一體化技術(shù)方面的教學(xué)和科研工作。