本人近幾年的設(shè)計項目就幾乎全部鎖定在加工車間的自動線和自動獨立單元的研發(fā)和制造上，對氣動系統(tǒng)的設(shè)計以及選型使用，都積累了相當(dāng)多的資料和經(jīng)歷(稍后曬圖)。

　　所以這篇文章主要分兩個部分來進(jìn)行介紹，一個部分是氣動系統(tǒng)在立式加工中心上的使用(這種應(yīng)用型的設(shè)計，只能以某個產(chǎn)品的進(jìn)行說明和分析)，第二是氣動系統(tǒng)在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用。

　　一、氣動系統(tǒng)在立式加工中心中的應(yīng)用

　　首先是介紹第一個部分，這個部分也是相對簡單的，我們還是一圖紙的說明方式來展開。

　　這是一份，立式加工中心的氣動系統(tǒng)原理圖，在我們做一個產(chǎn)品設(shè)計的時候，無論是多么簡單的原理和使用，都必須圖紙化和文字化處理，因為這樣既便于歸檔，也便于產(chǎn)品的整理和分類存放。

　　如果這些技術(shù)因為太過簡單而沒有形成圖紙和文字，卻只是掌握在少數(shù)人手里或腦子里，那是很危險的，一旦相關(guān)的人員辭職或者發(fā)生意外，那這個產(chǎn)品的正?；a(chǎn)就會受到極大的影響，所以對于研發(fā)設(shè)計而言，人是不可靠的，標(biāo)準(zhǔn)的圖紙和文件才是最可靠的。

　　從上面的圖紙出發(fā)，我們先介紹一下這臺立式加工中心的氣動系統(tǒng)需要控制的幾個功能模塊：

　　1、控制打刀缸，實現(xiàn)刀具的自動夾緊與松開。

　　2、控制刀庫，實現(xiàn)刀庫的倒刀動作。

　　3、控制加工過程中的氣動吹掃功能，實現(xiàn)對加工零件的風(fēng)冷卻和清理夾具的作用。

　　4、控制附件銑頭，實現(xiàn)附件銑頭刀具的自動夾緊和松開。

　　5、控制主軸的中心吹氣功能。

　　以上就是這個圖紙的控制原理圖，并詳細(xì)的表明了需要哪些氣動元器件才能實現(xiàn)這些控制功能(氣動電磁閥的選擇需要和電氣工程師做相應(yīng)的溝通，例如控制電壓，控制方式等)。

　　上述氣動系統(tǒng)中，一些關(guān)鍵的氣動元器件，我在這里作一個簡要的說明。

　　1、氣動三聯(lián)件

　　氣動三聯(lián)件，是指在氣動技術(shù)中，將空氣過濾器、減壓閥和油霧器三種氣源處理元件組裝在一起稱為氣動三聯(lián)件，用以進(jìn)入氣動儀表之氣源凈化過濾和減壓至儀表供給額定的氣源壓力，相當(dāng)于電路中的電源變壓器的功能。

　　在這里要分別說一下這三個氣動元件的作用和用法：

　　1)空氣過濾器 對氣動氣源進(jìn)行過濾，主要是對氣源的清潔，可過濾壓縮空氣中的水份，避免水份隨氣體進(jìn)入裝置，對氣源進(jìn)行凈化處理。

　　但是這個過濾器的過濾效果是有限的，所以不要對此報以太大的期望，同時在設(shè)計過程中也要注意過濾出來的水的排放，不要做封閉是的設(shè)計，否則整個空間里面可能都是水。

　　2)減壓閥 減壓閥可對氣源進(jìn)行穩(wěn)壓，使氣源處于恒定狀態(tài)，可減小因氣源氣壓突變時對閥門或執(zhí)行器等硬件的損傷。

　　3)油霧器 油霧器可對機(jī)體運動部件進(jìn)行潤滑，可以對不方便加潤滑油的部件進(jìn)行潤滑，大大延長機(jī)體的使用壽命。

　　注意，大招來了，本來這個大招是傳內(nèi)不傳外，傳男不傳女的。今天高興就給大家說一說吧，在實際的使用過程中，建議不要這個油霧器，特別是在中國。

　　為什么這么說，因為我們現(xiàn)在很多企業(yè)都是處于一種工業(yè)化初級階段，對很多工業(yè)產(chǎn)品的正確使用方法還是不專業(yè)的，很欠缺的，況且中國現(xiàn)在整個就是一個大工地。

　　空氣質(zhì)量主要以霧霾為主，這就意味著空氣中飽含灰塵，而這些灰塵經(jīng)過空壓機(jī)的壓縮后，單位體積內(nèi)的灰塵含量會更高，而油霧器會對這些高灰塵壓縮的空氣進(jìn)行霧化，那就會導(dǎo)致油霧和灰塵的混合，并形成油泥。

　　這些油泥會隨之壓縮空氣進(jìn)入電磁閥、氣缸、壓力表等氣動元器件中，從而導(dǎo)致這些元器件的堵塞和壞死，所以我給大家的建議是，如果你無法合理、規(guī)范、正確的處理氣源(后面我會介紹什么樣的氣源才是標(biāo)準(zhǔn)的氣源)，那油霧器最好是不用，沒有比有要好，沒有油霧器，至少不會有油泥，各種氣動元器件的使用壽命也會更高一點。

　　當(dāng)然如果你的氣源處理非常好，那肯定是使用油霧器好，這樣會極大的提升氣動元器件的壽命。所以你可以對照自己的具體情況來確認(rèn)是否使用。

　　如果你已經(jīng)買了氣動三聯(lián)件了，那也沒有關(guān)系，油霧器里面不加油就可以了，讓它做個擺設(shè)吧。

　　2、氣動電磁閥

　　電磁閥，其實只要按標(biāo)準(zhǔn)的來選擇就可以了，這里搞出來說一下，就是加深一下大家的印象，還有需要提醒一下，如果你的控制點太少了，就不要使用上面這種集成式的電磁閥組了。

　　單獨采購幾個電磁閥就可以了，如果你控制的項目有很多，那最好是使用這種電磁閥組，安裝和固定都相對簡單，且也節(jié)約了空間，無論從使用的方便性還是外觀的整潔上來說都是較好的。

　　3、氣動壓力檢查開關(guān)

　　這個東西那是非常重要啊，因為有這個東西，你的設(shè)備才能可靠而正常的使用，因為在現(xiàn)實生產(chǎn)中，氣源的壓力肯定是有所波動的，甚至因為氣動元器件的老化而發(fā)生氣壓泄露的情況。

　　這時候如果氣動元器件還處于工作狀態(tài)，這是非常危險的，所以這個零件的作用就是實時監(jiān)控氣壓，一旦氣壓低于你的設(shè)定值，就馬上停機(jī)報警，瞧，多么的人性化設(shè)計，多么的安全考慮。

　　4、氣動接頭

　　現(xiàn)在氣動接頭基本上都是快插式的，在氣管和快插接頭連接的時候，要注意兩個問題，第一是氣管的端頭一定要剪平，不要存在斜角，第二是一定要將氣管插到位，不要隨便捅一下就了事了。

　　因為任何的大意都有可能導(dǎo)致接頭的位置漏氣，從而產(chǎn)生氣壓不穩(wěn)的隱患。

　　二、氣動系統(tǒng)在生產(chǎn)自動線中的應(yīng)用

　　隨著工業(yè)4.0的不斷深化和推進(jìn)，我們國家的制造業(yè)也在發(fā)生著極大的變革，傳統(tǒng)的加工模式已經(jīng)在人力成本的不斷上升和技術(shù)手段的不斷進(jìn)步中逐漸被現(xiàn)在化的自動生成線加工模式所取代。

　　雖然不是全面的取代，但是這個取而代之的趨勢已經(jīng)形成，并且其腳步也在不斷的加快。

　　上圖就是我們團(tuán)隊打造的一條自動生產(chǎn)線，主要由以下幾個功能模塊組成：

　　1) 數(shù)控機(jī)床 數(shù)控機(jī)床作為加工主機(jī)，實現(xiàn)加工過程的自動化。

　　2)自動上下料 通過機(jī)械手的使用，實現(xiàn)加工零件的自動上料和下料工序，代替工人的人工上下料動作。

　　3)自動夾具 通過液壓系統(tǒng)和氣功系統(tǒng)的配合使用，實現(xiàn)零件夾具的自動定位，自動夾緊與松開等動作，代替工人的人工裝夾工件。

　　4)自動冷卻與沖刷 通過自動冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)在加工過程中對工件的自動冷卻和對加工鐵屑的自動沖刷。

　　5)自動吹掃 通過自動吹掃系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)對夾具的和工作臺的自動清掃工作，便于下一個零件的定位、夾緊和加工。

　　6)刀具的使用壽命設(shè)定與提醒 通過對刀具的檢測或?qū)Φ毒呒庸?shù)量的記錄，實現(xiàn)刀具壽命提醒功能，讓操作人員及時的更換刀具，實現(xiàn)零件的正常加工。

　　7)自動排鐵屑 通過自動排屑器的使用，實現(xiàn)加工鐵屑的自動排屑和收集功能，極大的降低了工人的勞動強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境。

　　在上述的功能模塊中，自動上下料的機(jī)械手部分、自動夾具部分和自動吹掃部分都牽涉到了氣動元器件的使用，而且使用的元器件的種類和數(shù)量都具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，可以說，自動生產(chǎn)線是無法離開氣動系統(tǒng)來運行的。

　　在這套氣動系統(tǒng)中，我們使用到的氣動元器件有：氣動三聯(lián)件，氣動檢測開關(guān)，電磁閥、氣缸、真空吸盤、檢測開關(guān)、氣管、氣動接頭等。

　　具體如何使用，那只能根據(jù)每個人的具體設(shè)計來決定，我在這里也不可能把所有的使用位置和用途都一一告訴大家，但是需要說明一個重點，那就是氣動設(shè)計是工業(yè)4.0的不可或缺的支撐部分。

　　接下來對空壓機(jī)和氣源凈化做一些資料的分享，這些分享都是對于如何打造一個合格的氣源有非常大的幫助，是很有現(xiàn)實意義的知識。

　　1、空氣壓縮機(jī)(簡稱空壓機(jī))

　　空氣壓縮機(jī)的作用是將大氣壓力的空氣增壓成較高的壓力，然后輸送給氣動元件使用，其按壓縮方式的不同大致可以分為三大類型：

　　1)活塞式空氣壓縮機(jī)

　　2)旋轉(zhuǎn)葉片式空氣壓縮機(jī)

　　3)螺桿式空氣壓縮機(jī)。

　　其實以上三種類型的空氣壓縮機(jī)的操作原理是一樣的，都是將定量的空氣吸入，并逐步減少空氣空間的體積，以提升壓力。具體的工作原理我們就不做詳細(xì)的介紹，大家可以根據(jù) 自己的需要去做一些更詳細(xì)的了解。

　　2、氣源凈化處理

　　1)氣源的污染物

　　我們在空壓機(jī)氣源的使用過程中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)一些油污、水份等物質(zhì)，這些物質(zhì)隨著壓縮氣體的移動會直接增加氣動工具或元件內(nèi)運動部件的阻力。

　　從而加速這些運動部件的損耗，降低氣動元器件的使用壽命，嚴(yán)重時會導(dǎo)致氣動元氣件的直接損壞和報廢，從而很大程度上導(dǎo)致了我們生產(chǎn)設(shè)備的停頓罷工，不僅增加了設(shè)備維護(hù)成本，也耽誤了產(chǎn)品交貨周期。

　　氣源內(nèi)的主要污染物主要有以下幾種：

　　(1)塵埃，也就是我們通常說的大氣灰塵，雖然在空壓機(jī)工作時，大部分的空壓機(jī)抽風(fēng)入口都已裝配有過濾器，但是為了避免產(chǎn)生過大的壓力差，使得空壓機(jī)的效能降低。

　　它的過濾能力通常只能過濾到2-5微米以上的灰塵雜質(zhì)，對于更小的微塵就基本上沒有過濾作用了。

　　同時，經(jīng)過壓縮后的空氣，在相同的容積里，空氣的雜質(zhì)密度相對有很大的增加，因此，空壓機(jī)輸出的空氣仍然帶有大量的灰塵和雜質(zhì)。

　　(2)潤滑油，空壓機(jī)在工作過程中，活塞部位有潤滑油，而這個部位的潤滑油會跟隨空氣一起進(jìn)入壓縮后的容器內(nèi)，并與壓縮空氣混為一體。

　　若壓縮機(jī)溫度過高，潤滑油形成的油霧會被高溫碳化，且油霧還會和塵埃結(jié)合形成油泥，從而堵塞元器件的進(jìn)出氣口和腔體，從而造成運動障礙和磨損。

　　(3)水份，當(dāng)空壓機(jī)將空氣的體積減小(壓縮過程)，空氣中可包含水蒸氣的能力也相應(yīng)的降低，當(dāng)壓縮空氣離開空壓機(jī)被降溫后。

　　空氣內(nèi)的水蒸氣便會凝聚成液態(tài)水并隨著壓縮空氣運動，從而將水份帶到各種氣動元件中，水份和塵埃結(jié)合，形成泥漿，也對導(dǎo)致氣動元件的堵塞和過度磨損。

　　3、氣源潔凈管路系統(tǒng)

　　干凈的氣源，不僅決定了各種氣動元器件的使用壽命，也決定了其在使用過程中的可靠性，所以配置合格的氣源，是每個企業(yè)應(yīng)該也是必須重視的頭等大事。

　　氣動元器件品牌的推薦

　　鑒于知乎是不給做廣告的，我只是大致根據(jù)我使用體會來說一下：

　　1)費斯托，這個是第一序列的品牌，無論從價格還是質(zhì)量來說都是比較牛逼的，如果你的企業(yè)不缺錢，盡量選擇它們吧。

　　2)SMC，性價比最好的一個品牌之一，東西不錯，價格也可以接受，勉強(qiáng)接受，其實也是蠻貴的，但是東西和售后都還可以，本人基本上都是選用的這個品牌。

　　3)亞德客，價格實惠，東西也還過得去，屬于第三梯隊的，其服務(wù)也在不斷的改善和提升中，斷斷續(xù)續(xù)的有使用過，是國產(chǎn)里面比較好的吧。

　　以上三個品牌都是我使用過的品牌，所以拿出來跟大家分享一下，當(dāng)然肯定有一些別的品牌是我沒有使用過，且質(zhì)量和價格也是挺好的，以上都是個人的一些對氣動方面的認(rèn)識，片面之處你們就當(dāng)沒看見吧，如果覺得有用的地方你就多看兩眼。

　　其實寫這些文章挺累的，要找很多資料，也要做一些提綱的規(guī)劃，所以如果能夠幫到你，你就點個贊，或者默默的走開也行，但是請不要求全責(zé)備，因個人能力有限，確實做不到面面俱到。

　　如果您有這方面的經(jīng)驗，歡迎評論留言分享。

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