수업 3: 공압 시스템의 공기 흐름
이전 수업에서는 공압 시스템의 구성 요소에 대해 알아보고 실제 사례를 통해 해당 구성 요소를 식별했습니다. 이 수업에서는 압축 공기가 시스템을 통과하면서 어떻게 움직임을 생성하는지 이해하기 위해 공압 시스템의 역학을 더 자세히 알아보겠습니다.
이 수업에서는 다음 내용을 배우게 됩니다.
- 공압 회로 다이어그램 작성
- 공압 회로를 통한 압축 공기 흐름 식별
- 압축 공기가 생성하는 힘과 작동을 통해 전달되는 방식
이 수업을 마치면 향후 CTE Workcell 빌드에서 공압 구성 요소의 다이어그램을 만들게 됩니다.
공압 시스템 및 회로
이전 수업에서는 다양한 공압 요소에 대해 알아보고 산업 제조 사례에서 해당 요소를 식별했습니다. 공압 시스템은 여러분이 배운 대로 공기를 포집하고, 회로를 통해 공기를 운반하고, 생성된 에너지를 사용하여 작업을 완료합니다. "공압 회로"라는 문구는 해당 시스템의 한 부분을 설명하는 데 사용됩니다. Ap공압 회로단일 작동(움직임)을 수행하기 위해 함께 작동하는 공압 구성 요소의 집합입니다.
이 수업에서는 단일 공압 회로의 작동 원리를 살펴보겠습니다.
엔지니어링 노트북에서 다이어그램 사용
공압 회로의 공기 흐름을 탐구하는 과정에서는 다이어그램이나 작은 스케치를 사용합니다. 이러한 이미지는 개별 구성 요소의 배열을 보여주고 압축 공기의 움직임을 설명합니다. 다이어그램은 서로 연결되며, 필요에 따라 추가 구성 요소를 추가합니다. 수업 내내 엔지니어링 노트에 이러한 다이어그램을 기록하세요.
귀하의 정보를 위해
다이어그램은 다양한 형태로 나타날 수 있습니다. CTE 디지털 엔지니어링 노트북에서는 부품이 정확한 크기로 제공되어 공압 시스템을 다이어그램으로 표시하는 데 사용할 수 있습니다.
그러나 공기의 흐름을 설명할 때는 좀 더 단순한 그림으로도 요점을 충분히 전달할 수 있습니다.
엔지니어링 노트북에서는 자신에게 가장 적합한 필기 시스템을 사용하세요.
공기 흐름 다이어그램
공기를 움직이기 전에 공압 회로의 공기를 압축해야 합니다. 앞서 배웠듯이 이 작업은 공기 압축기를 사용하여 수행됩니다.
압축기가 점점 더 많은 압축 공기를 생성함에 따라, 공기는 공기 탱크에 저장될 수 있습니다. 이러한 구성 요소는 튜빙으로 연결됩니다.
시스템에 압축 공기가 공급되면 이제 솔레노이드를 연결하여 해당 공기의 흐름을 제어할 수 있습니다.
솔레노이드에서 두 개의 튜브가 각 실린더에 연결됩니다.
- 압축 공기가 실린더를 확장하는 한 경로
- 압축 공기가 실린더를 수축시키는 한 가지 경로
귀하의 정보를 위해
이러한 다이어그램에서 튜브는 빌드에 관련된 특정 입력 및 출력이 아닌 관련 구성 요소에만 닿아 있습니다. 공압 솔레노이드의 표시는 튜빙의 올바른 위치를 나타냅니다.
솔레노이드의 각 공압 회로는 튜빙을 연결하는 세 개의 위치로 구성됩니다.
- P압축기와 공기 탱크에서 압축 공기를 연결할 위치를 나타냅니다. 이것은 솔레노이드의 입력입니다.
- A공압 실린더의 A 측에서 튜브를 연결할 위치를 나타냅니다.
- B공압 실린더의 B 측에서 튜브를 연결할 위치를 나타냅니다.
A와 B 연결은 솔레노이드의 출력입니다.
이러한 표시를 다이어그램에 추가하면 공압 솔레노이드의 입력과 출력을 더 잘 이해할 수 있습니다.
공기 흐름을 따라가다
이제 공압 회로가 도표로 그려졌으므로 공기의 흐름을 더 쉽게 볼 수 있습니다.
압축 공기는 공압 시스템의 에너지원이라는 점을 기억하세요. 공기의 흐름을 따라가면, 다양한 공압 부품을 통과하는 힘을 효과적으로 따라갈 수 있습니다.
앞서 논의한 대로, 공기는 압축기에서 압축되고, 이를 통해 전체 시스템에서 공기 흐름이 시작됩니다.
공기가 가압되면 공기 탱크로 흘러 들어가 압축기가 꺼진 경우 사용할 수 있는 가압 공기 저장소를 만듭니다. 이러한 공기 흐름의 예에서 압축 공기는 탱크와 압축기에서 모두 나온다고 가정할 수 있습니다.
왼쪽의 영상은 CTE 공압 시스템을 보여주며, 빨간색 화살표는 공기 흐름을 표시합니다. 화살표는 튜빙 경로를 따라가며 탱크와 압축기에서 나와 솔레노이드로 흘러 들어갑니다.
압축 공기는 솔레노이드의 입력입니다. 솔레노이드에 연결된 다른 튜브는 출력 역할을 합니다. 설정된 제어에 따라 압축 공기는 튜브 A 또는 튜브 B로 흐릅니다.
왼쪽의 영상은 솔레노이드에서 튜브 A와 B를 통해 실린더로 공기가 흐르는 모습을 빨간색 화살표로 표시한 것입니다.
솔레노이드 내부의 공기 흐름
솔레노이드는 밸브 역할을 한다는 것을 기억하세요.
솔레노이드 내부에는 압축 공기의 경로가 있으며, 입력(P)과 하나의 출력 옵션(A 또는 B)이 포함됩니다.
프로그래밍 가능 논리 컨트롤러(PLC)의 지시에 따라 솔레노이드는 공기 흐름을 한 출력에서 다른 출력으로 전환합니다. 이는 기본적으로 실린더가 확장 또는 수축되도록 설정할지 여부를 선택합니다.
공압 실린더 내부의 힘
압축 공기가 실린더에 도달하면 공기는 내부의 피스톤을 확장하거나 수축시킵니다.
압축 공기가 실린더 내부의 피스톤을 밀면 공기는 피스톤에 힘을 가해 피스톤을 선형 방향(위아래 또는 앞뒤)으로 움직입니다. 그러면 피스톤의 움직임은 시스템이 설계된 대로 작업을 수행하는 데 사용됩니다. 여기에는 물건을 들어올리거나, 밀거나, 당기는 것이 포함될 수 있습니다.
이동 방향은 솔레노이드에서 선택한 출력(A 또는 B)에 따라 결정됩니다.
압축 공기가 튜브 B를 통해 공압 실린더로 이동하면 실린더 내부의 피스톤이 밀려납니다. 이렇게 하면 왼쪽 영상에서 볼 수 있듯이 실린더의 끝이 확장됩니다.
압축 공기가 튜브 A로 이동하면 실린더 내부의 피스톤이 실린더 안으로 더 깊숙이 밀려 들어갑니다. 이렇게 하면 왼쪽 영상에서 볼 수 있듯이 실린더의 끝이 수축됩니다.
실린더 내부의 피스톤에 작용하는 힘은 피스톤에 부착된 모든 재료도 움직이게 합니다. 이 영상에서는 공기가 실린더로 흘러들어가고, 이로 인해 다이버터가 실린더 내의 피스톤과 함께 위쪽으로 움직이는 것을 볼 수 있습니다.
활동
이제 간단한 공압 회로 다이어그램을 만들었으므로 향후 단원에서 CTE 작업셀에 추가될 공압 회로 다이어그램을 만들어 기술을 연습해 보겠습니다.
활동:위의 이미지를 사용하여 엔지니어링 노트북에 공압 시스템의 다이어그램을 만드세요.
- 다이어그램을 만들 때 솔레노이드의 각 공압 회로에 라벨을 붙이세요. 이 빌드에는3공압 회로가 있습니다.
- 세 개의 회로를 모두 함께 다이어그램으로 나타낼지, 아니면 개별적으로 나타낼지 선택할 수 있습니다.
- 다이어그램을 만든 후 엔지니어링 노트북에 다음 질문에 답하세요.
- 이 공압 시스템에는 공압 실린더가 몇 개 있습니까? 각 실린더에는 어떤 장치가 부착되어 있다고 생각하시나요?
- 압축기에서 각 실린더로의 공기 흐름은 얼마입니까? 각 실린더에서 공기가 확장되는 경로를 그립니다. 또한 각 실린더의 공기가 수축하는 경로도 그립니다.
- 각각의 공압 회로를 무엇이라고 부르겠습니까? 작업셀에서 어디에 배치되어 있는지 살펴보고 어떤 기능을 수행할지 생각해 보세요.
이해도 확인
다음 수업으로 넘어가기 전에 엔지니어링 노트에 있는 다음 질문에 답하여 이 수업의 개념을 이해했는지 확인하세요.
이해도 확인 질문 > ( Google Doc / .docx / .pdf)
CTE 워크셀 키트를 사용하여 직접 공압 회로를 만들고 테스트하려면 다음 > 선택하세요.