2. Festo设备机械结构与执行机构
Festo MPS（Modular Production System）类设备的机械本体，本质上是一套“可重构的定位与搬运平台”。它由铝型材工作台提供基准面与安装空间，再由气动滑台、电动轴、真空吸盘、夹爪等执行器完成工件的取、移、放、夹、检。理解这些部件的安装、调整与选型依据，比记住型号更重要——因为同一套站体，换一种工件或节拍要求，执行器组合就可能完全不同。
一、铝型材工作台：一切精度的起点
Festo 教学设备普遍采用 40×40、45×45 或 80×80 系列铝型材搭建工作台。型材的槽宽（如 8mm、10mm）决定了 T 型螺母、连接件和安装板的规格。安装时先确定“基准角”：通常以工作台左下角为 X/Y 原点，型材外侧面为 Z 向基准。所有滑台、轴、吸盘支架都从这一基准出发标注尺寸，避免累积误差。
调整要点有三：第一，型材连接处必须用角件加 T 型螺母锁紧，单靠端面连接在动态负载下会松动；第二，安装板与型材之间若需要微调，可加 0.5～2mm 的调整垫片，而不是强行拧紧；第三，工作台面水平度用框式水平仪检查，教学设备一般要求 ≤0.5mm/m。若工作台本身倾斜，后续滑台重复定位精度会直接受影响。
二、气动滑台：行程、缓冲与负载
气动滑台（如 Festo DGC、DGSL、SLT 系列）是 MPS 中最常见的直线执行器。选型先看三个参数：行程、负载、动作频率。以搬运 200g 工件、行程 100mm、节拍 2s 为例，可选用缸径 16～20mm 的滑台，配可调液压缓冲器。若负载偏心，需按力矩校核导轨允许的倾覆力矩，而不是只看轴向推力。
安装时，滑台本体应固定在铝型材的安装板上，活塞杆或滑块端连接取料机构。调整重点在于缓冲：先松开缓冲器锁紧螺母，将缓冲器旋入至接近行程末端，再逐步退出，直到滑块到达终点时无明显撞击声且不反弹。磁性开关的位置也要调整——将开关沿缸筒滑动，直到指示灯在滑块到达后稳定点亮，再锁紧。若开关过早触发，PLC 会在滑块未到位时就发出下一动作，造成工件掉落。
三、电动轴：定位精度与速度曲线
电动轴（如 Festo EGC、ELGA、EPCO）用于需要多点定位或柔性速度曲线的场合。与气动滑台相比，电动轴的优势是位置可编程、加速度可控、重复定位精度可达 ±0.02mm 量级。选型依据包括：有效行程、最大速度、允许负载、重复定位精度和电机安装方式。例如搬运 500g 工件、要求 5 个停位、节拍 3s，可选用丝杆式 EGC 配步进电机或伺服电机。
安装电动轴时，必须保证轴与导轨平行，联轴器同轴度误差过大会导致爬行和异响。调整步骤：先手动盘车，确认全程无卡滞；再在低速下点动，观察电流或力矩是否平稳；最后设定软限位，避免机械撞块被硬撞。若轴水平安装且负载较大，还需检查丝杆润滑和电机抱闸是否正常。
四、真空吸盘与夹爪：末端执行器的选择
真空吸盘适合平整、无孔、轻薄的工件，如塑料片、玻璃片、纸盒。选型看吸盘直径、材质和真空度。以 100g 塑料片为例，若表面平整，可选 20～30mm 丁腈橡胶吸盘，配文丘里真空发生器，工作真空度约 -60kPa。吸盘数量按工件重心分布，通常 2～4 个。安装时吸盘支架应有一定柔性，允许 ±2mm 的贴合偏差，否则边缘漏气会导致吸不住。
夹爪（如 Festo HGP、HGW、DHPS）适合有抓取边、需要正确定位的工件。选型看夹持力、开合行程和重复精度。平行夹爪适合方形工件，角度夹爪适合圆柱或异形件。调整时先设定夹爪开口略大于工件宽度，再通过节流阀降低闭合速度，避免撞伤工件。夹持力过大可能使薄壁件变形，过小则搬运中滑落，通常以工件不掉落且无明显压痕为准。
五、安装与调整的通用检查顺序
无论安装哪种执行器，建议按“先基准、后执行器、再末端、最后联调”的顺序进行。第一步，确认铝型材工作台水平、连接件锁紧、基准角明确；第二步，安装滑台或电动轴，手动盘车或点动，确认全程无卡滞、无异常噪声；第三步，安装吸盘或夹爪，调整贴合或夹持位置，确保工件不歪斜；第四步，联调气路与信号，检查磁性开关、真空压力开关、夹爪传感器是否在正确位置触发。
一个常见的教学示例参数如下：工件为 80mm×60mm×10mm 塑料盒，重量约 120g；气动滑台行程 150mm，缸径 20mm，配可调缓冲；电动轴行程 200mm，重复定位 ±0.02mm；吸盘 2 个，直径 25mm，真空度 -60kPa；夹爪开口 60mm，夹持力约 40N。联调时先手动模式逐动作验证，再切换自动模式观察节拍。若出现工件掉落，优先检查吸盘泄漏或夹爪压力；若出现定位偏差，优先检查电动轴软限位和联轴器同轴度。
总结来看，铝型材工作台决定安装基准，气动滑台和电动轴决定运动方式与定位能力，真空吸盘和夹爪决定工件如何被抓住。选型时先明确工件与节拍，再反推执行器参数；安装时先保证基准与平行度，再调整缓冲、开关和夹持力。只有把机械安装、气路调整和信号验证串成一条完整的验证链，Festo 设备才能稳定复现设计动作。