SMC氣動(dòng)執(zhí)行器是機(jī)器和設(shè)備運(yùn)動(dòng)的主力。以下是有關(guān)控制和監(jiān)視的不同風(fēng)格的一些提示。

SMC氣動(dòng)執(zhí)行器通常用于無(wú)數(shù)類型的設(shè)備和機(jī)械，因?yàn)樗鼈兲峁┝艘环N簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)且耐用的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)線性或其他類型或運(yùn)動(dòng)。它們緊湊而強(qiáng)大，可提供強(qiáng)大的力，并且通常是電動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)的解決方案，這兩者都會(huì)增加重量和復(fù)雜性。

另一方面，由于外形尺寸、選項(xiàng)和配置的多樣性，選擇可能會(huì)變得復(fù)雜。也許受歡迎的配置是基本的SMC氣缸，但即使是這種樣式也有許多排列。不僅有幾種物理樣式，而且還有許多控制和監(jiān)視方法。本文將回顧一些氣動(dòng)執(zhí)行器的基礎(chǔ)知識(shí)，并考慮與其控制方式相關(guān)的主要概念。

SMC氣動(dòng)執(zhí)行器基礎(chǔ)知識(shí)

氣動(dòng)執(zhí)行器將壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。常見(jiàn)樣式包括 NFPA 拉桿、ISO 15552、圓形主體、導(dǎo)桿和緊湊型版本。大多數(shù)執(zhí)行器都包含一個(gè)封閉的氣缸外殼，該外殼包含一個(gè)連接到桿的可移動(dòng)活塞。提供給活塞或從活塞移除的空氣壓力移動(dòng)它和相關(guān)聯(lián)的桿。軸產(chǎn)生線性運(yùn)動(dòng)，附加機(jī)構(gòu)可以將這種運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)或抓握動(dòng)作。

氣動(dòng)閥控制從氣缸的一側(cè)或兩側(cè)供應(yīng)或排出的壓縮空氣的流量。這些閥門(mén)可以通過(guò)外部氣源電動(dòng)驅(qū)動(dòng)或由機(jī)器操作員手動(dòng)驅(qū)動(dòng)。

執(zhí)行器可以使用不同的構(gòu)造方法由多種材料制成。必須考慮設(shè)備幾何形狀以選擇合適的安裝和連接方法，并且必須確定執(zhí)行器的尺寸以確保其能夠提供適當(dāng)?shù)膭?dòng)力。

何時(shí)加強(qiáng)控制

有幾個(gè)條件會(huì)影響氣動(dòng)執(zhí)行器的性能。不一致的氣壓或可變的有效載荷會(huì)改變運(yùn)行速度。磨損部件和過(guò)期維護(hù)，無(wú)論是在執(zhí)行器內(nèi)部還是在外部連桿和機(jī)構(gòu)內(nèi)，也會(huì)影響按設(shè)計(jì)運(yùn)行的能力。

使用手動(dòng)控制的人工操作員可以觀察設(shè)備運(yùn)行并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。然而，許多類型的機(jī)械具有更復(fù)雜和自動(dòng)的序列和交互，需要監(jiān)控以確定正確的操作。

任何時(shí)候一個(gè)動(dòng)作直接影響后續(xù)動(dòng)作，在進(jìn)入第二個(gè)步驟之前確認(rèn)第一步的位置已經(jīng)達(dá)到是很重要的。位置傳感器執(zhí)行此功能，并讓自動(dòng)化系統(tǒng)在第一步完成時(shí)繼續(xù)進(jìn)行第二步。這樣，即使設(shè)備性能和速度隨時(shí)間發(fā)生變化，也可以保持順序功能。

許多用戶選擇監(jiān)控所有氣動(dòng)動(dòng)作。大多數(shù)氣缸工作在兩個(gè)位置，伸出和縮回。通過(guò)為每種情況安裝位置開(kāi)關(guān)，控制系統(tǒng)可以配置為在氣缸未按預(yù)期到達(dá)指令位置時(shí)發(fā)出警報(bào)。還可以添加更多開(kāi)關(guān)以指示執(zhí)行器何時(shí)到達(dá)中間位置。

另一個(gè)改進(jìn)是系統(tǒng)評(píng)估執(zhí)行器移動(dòng)到指令位置所需的時(shí)間。在設(shè)備設(shè)置和調(diào)整期間，可以確定每個(gè)運(yùn)動(dòng)的標(biāo)稱啟動(dòng)時(shí)間。使用此信息，可以配置控制系統(tǒng)，以便任何比預(yù)期時(shí)間長(zhǎng)的操作，即使它們最終完成，也會(huì)觸發(fā)警告。因此，在發(fā)生*故障之前，最終用戶會(huì)收到即將發(fā)生故障的通知。

選擇正確的選項(xiàng)

一旦決定監(jiān)測(cè)執(zhí)行器位置，就需要更多的選擇。根據(jù)要求，可以在執(zhí)行器本身或從動(dòng)設(shè)備上感測(cè)位置。在所有情況下，傳感器環(huán)境保護(hù)等級(jí)（NEMA 或 IP）必須適合安裝位置。

在執(zhí)行器上安裝傳感器是一種可靠且經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的方法，可以在整個(gè)機(jī)器中始終如一地應(yīng)用，但這不會(huì)檢測(cè)到機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置或機(jī)構(gòu)內(nèi)的故障。為此，設(shè)計(jì)人員可以選擇在被驅(qū)動(dòng)設(shè)備上安裝位置開(kāi)關(guān)。

許多致動(dòng)器和氣缸包括槽或其他容納裝置以容易地接受兼容的位置開(kāi)關(guān)。常見(jiàn)的樣式有 T 形槽、圓形和燕尾形。對(duì)于沒(méi)有這些功能的應(yīng)用，一些傳感器配置為與安裝帶或其他適配器支架配合使用。

正向感應(yīng)裝置還要求內(nèi)部活塞具有磁性。位置開(kāi)關(guān)可以安裝在氣缸表面的一個(gè)或多個(gè)位置，以指示活塞的存在，從而指示機(jī)構(gòu)的存在。

盡管可以使用舊式機(jī)械簧片開(kāi)關(guān)并且價(jià)格稍低，但固態(tài)開(kāi)關(guān)提供了更現(xiàn)代和更可靠的選擇，因?yàn)樗鼈儧](méi)有可磨損的移動(dòng)部件。這些還可能包括指示 LED 以幫助人員設(shè)置和觀察操作，并且某些類型帶有連接器以便快速安裝和更換。

有兩種主要的固態(tài)傳感技術(shù)。巨磁阻適用于大多數(shù)應(yīng)用，并且比各向異性磁阻便宜。然而，各向異性磁阻技術(shù)表現(xiàn)出更高的靈敏度和更窄的感應(yīng)場(chǎng)，使其成為短行程氣缸的更好選擇。

當(dāng)確定被驅(qū)動(dòng)設(shè)備的位置更為關(guān)鍵時(shí)，最好使用氣缸外部的傳統(tǒng)限位開(kāi)關(guān)。這些可以是機(jī)械式或固態(tài)接近式，每個(gè)都可能需要額外的金屬目標(biāo)或配件來(lái)激活開(kāi)關(guān)。

無(wú)論位置開(kāi)關(guān)位于何處，它都必須具有適當(dāng)?shù)碾姎馓匦??？梢允褂?120 Vac 進(jìn)行機(jī)器控制，但為了用戶安全和方便，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員已改用 24 Vdc。機(jī)械開(kāi)關(guān)的操作類似于繼電器觸點(diǎn)。固態(tài)開(kāi)關(guān)有 PNP（源型）和 NPN（漏型）兩種，必須選擇它們以匹配控制系統(tǒng)特性。在驅(qū)動(dòng)繼電器或燈等其他負(fù)載時(shí)，工程師必須評(píng)估開(kāi)關(guān)功率和額定電流。

最常見(jiàn)的是使用常開(kāi) (NO) 開(kāi)關(guān)，當(dāng)檢測(cè)到位置時(shí)關(guān)閉。但是，在某些情況下需要常閉 (NC)。大多數(shù)交換機(jī)僅配置一種方式或另一種方式。從電氣角度來(lái)看，總是希望選擇具有故障安全功能的邏輯，這樣如果接線或開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障，設(shè)備將以安全的方式停止。

成本考慮

SMC傳感元件物有所值，尤其是在關(guān)鍵應(yīng)用需要時(shí)。但必須注意的是，對(duì)于最基本的氣缸，在行程兩端添加位置開(kāi)關(guān)的成本可能等于氣缸本身的成本

添加傳感元件會(huì)產(chǎn)生材料和勞動(dòng)力影響的連鎖反應(yīng)。必須選擇開(kāi)關(guān)部件以匹配精確的物理傳感需求和預(yù)期控制系統(tǒng)的電氣特性。設(shè)計(jì)人員必須在機(jī)械和電氣接線圖上包括傳感器。在安裝過(guò)程中，電工必須安裝現(xiàn)場(chǎng)接線并確保仔細(xì)布線以適應(yīng)任何運(yùn)動(dòng)。啟動(dòng)時(shí)，每個(gè)執(zhí)行器都必須在其范圍內(nèi)操作，技術(shù)人員必須相應(yīng)地調(diào)整位置開(kāi)關(guān)。

為了充分利用限位開(kāi)關(guān)提供的優(yōu)勢(shì)，工程師必須在某種類型的操作順序文檔中定義操作和報(bào)警特性。控制可能是硬接線來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，這反過(guò)來(lái)可能需要額外的互鎖和指示。更常見(jiàn)的是，PLC 和可能的 HMI 將用于此目的，因此需要對(duì)這些進(jìn)行編程。

設(shè)備初次調(diào)試后，必須對(duì)完整的機(jī)器功能進(jìn)行全面測(cè)試，以適應(yīng)所有可能的操作條件。執(zhí)行此操作是為了確認(rèn)基本操作和更高級(jí)的時(shí)序條件。

執(zhí)行器自動(dòng)化可以幫助操作和維護(hù)人員，特別是如果系統(tǒng)配置了足夠的診斷以指示故障。另一方面，傳感元件會(huì)帶來(lái)額外的維護(hù)問(wèn)題——因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)出現(xiàn)故障或無(wú)法調(diào)整。

底線是氣缸控制和監(jiān)測(cè)元件是一個(gè)有價(jià)值的補(bǔ)充，但會(huì)引入某些成本，必須與預(yù)期收益進(jìn)行權(quán)衡。

混合方法

為了幫助控制成本，許多設(shè)計(jì)人員采用混合方法來(lái)執(zhí)行器控制，尤其是在開(kāi)發(fā)將批量生產(chǎn)的系統(tǒng)或子系統(tǒng)時(shí)。當(dāng)一件設(shè)備進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，工程師可能傾向于過(guò)度儀器并將傳感器放置在所有可能的位置。

當(dāng)系統(tǒng)處于原型模式時(shí)，這允許他們*訪問(wèn)使用自動(dòng)化平臺(tái)來(lái)跟蹤周期時(shí)間和其他操作參數(shù)。這有助于微調(diào)操作、調(diào)整時(shí)序和解決問(wèn)題。

然而，一旦機(jī)器根據(jù)需要運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員就可以削尖鉛筆并準(zhǔn)確評(píng)估操作和維護(hù)所需的位置開(kāi)關(guān)。在這個(gè)價(jià)值工程階段，可以去除不必要的元素以降低成本，同時(shí)仍然提供安全可靠運(yùn)行所需的儀器。

氣動(dòng)執(zhí)行器是許多不同類型機(jī)器的主力。無(wú)論是手動(dòng)控制還是作為自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分操作，監(jiān)控執(zhí)行器位置并將此信息集成到控制方案中的原因有很多。仔細(xì)注意所需的物理和電氣特性將有助于設(shè)計(jì)人員選擇適合任何應(yīng)用的產(chǎn)品。