基于FluidSIM模拟软件和FESTO实训平台的气动实训设计案例

2020-02-22贾祥云

科技风 2020年5期

摘要：怎样发挥学生学习的主动性？教师如何设计任务引导学生自主学习？借助FluidSIM模拟软件和FESTO实训平台，设计气动实训项目，引导学生完成目标和任务，让学生在做中学，真正发挥课堂主动性，培养学生的自主学习和创新能力。

关键词：气动教學;任务驱动;方向阀及方向控制回路的实训设计

气压传动是指以压缩空气为动力源来驱动和控制各种机械设备以实现生产过程机械化和自动化的一种技术。随着工业机械化和自动化的发展，气动技术越来越广泛地应用于各个领域。在气压传动系统中，根据气动元件和装置的不同功能，可将气压传动系统分成气源装置、执行元件、控制元件及辅助元件四个组成部分。

在日常教学中，要求学生理解元件的工作原理，合理选用常用的元件，能读懂常见的回路，并能进行系统的设计调试及简单故障诊断。为达到教学目的，认识控制元件以及各种控制元件构成的回路是教学的重点。而在回路的分析和设计中，认识方向阀并分析换向阀的工位是很关键的，为引导学生学习，理解各类阀体的工作原理及在具体回路中的应用，借助模拟软件，结合实训平台，设计气动实训项目。

1 气动实训设计案例

在学习方向控制阀及方向控制回路时，所需的方向阀的理论知识通过一定方式提供给学生，让学生初步认识换向阀。接下来利用FluidSIM模拟软件和Festo气动实训平台引导学生设计基本换向回路来进一步学习巩固换向阀。教师明确目标和任务，设计问题引导学生完成项目，采用引导教学、信息化教学等方式让学生自主完成设计并操作，并从中获取知识。

在认识等换向阀时，设计实训任务如下：

1.1 任务一、用指定的气动换向阀实现执行件的伸出和缩回动作

设计回路及调试如图1所示。

1.2 任务二、进一步引导学生设计单往复运动控制回路

要求：按下启动按钮，缸伸出，然后缸自动缩回。设计回路如图2。

1.3 任务三、继续引导学生设计双往复运动控制回路

要求：用行程阀实现缸自动伸出和缩回的往复动作。设计回路及调试如图3。

该设计回路存在问题，例如气源开关打开后缸立即伸出;气动换向阀换左位的行程阀在缸启动之前需先按下;缸动作没法停止等，进一步引导学生完善设计回路。

1.4 任务四、最终设计出双往复运动控制回路

按下启动按钮后，缸连续往复动作，按下停止按钮缸停止动作。设计回路原理图如图4。模拟仿真并组装调试达到设计效果。

2 任务总结及结论

通过从简单到复杂的方向阀的实训项目设计，引导学生从实践中摸索并总结，学会各类方向阀。这些实训项目的完成，教师只是引导、为学生提供方法和思路，具体的实施由学生自由设计、动手完成，让学生在做中学，真正发挥课堂主动性，培养学生的自主学习和创新能力。