氣動培訓(xùn)講義

1、工程一直接控制和間接控制、直接控制 定義：通過人力或機械外力直接控制換向閥換來實現(xiàn)執(zhí)行元件動作控制。二、間接控制定義：指執(zhí)行元件由氣控換向閥來控制動作，人力、機械外力等外部輸入信號只是用來控制氣控換向閥的換向，不再直接控制執(zhí)行元件動作。簡稱氣控換向閥或定義：靠氣壓使閥芯位置改變， 實現(xiàn)換向的換向閥稱為氣壓控制換向閥, 氣控閥。分類：氣壓控制的方式可分為加壓控制、卸壓控制和差壓控制三種。結(jié)構(gòu)：單側(cè)氣控二位三通換向閥截止式雙側(cè)氣控二位五通換向閥滑閥式 接口標口規(guī)那么：舉例說明接口DIN ISO 5599壓縮空氣輸入口1一個排氣口3多個排氣口5，3信號輸出口2，4使接口 1和2導(dǎo)通的控制管路接口12

2、使接口 1和4導(dǎo)通的控制管路接口14使閥門關(guān)閉的控制管路接口10課題說明：利用一個氣缸將某一方向傳送裝置送來的木材推送到與其垂直的傳送裝置上做進一步 加工。利用一個按鈕使氣缸活塞桿伸出，將木塊推出；松開按鈕，氣缸活塞桿縮回。1 回路分析2 回路圖設(shè)計3.回路連接工程二邏輯控制一、邏輯“與的實現(xiàn)圖 2.8 1實現(xiàn)方法邏輯“與的功能在氣動回路中可以用輸入控制元件的串聯(lián)連接或用雙壓閥來實現(xiàn)。AA=XY圖2. 1邏輯“與回路2、雙壓閥作用：實現(xiàn)邏輯“與功能、選擇低壓二、邏輯“或的實現(xiàn)1 實現(xiàn)方法邏輯“或的功能在氣動回路中可以通過將控制信號按下列圖進行串聯(lián)或用梭閥來實現(xiàn)。YXAVA圖2. 2邏輯“或回路

3、錯誤的邏輯“或回路：圖2.112. 梭閥作用：實現(xiàn)邏輯“或功能、選擇高壓實驗課題：木材剪切裝置控制課題說明：利用一個氣缸對塑料板材進行成形加工， 氣缸活塞桿在兩個按鈕 1S1、1S2同時按下后 伸出，帶動曲柄連桿機構(gòu)對塑料板材進行壓制成形。加工完畢后，通過另一個按鈕1S3讓氣缸活塞桿回縮。1. 回路分析雙手操作的作用2. 回路圖設(shè)計V V"V"v 方案2方案13.回路連接實驗課題：門開關(guān)控制裝置禾U用一個氣缸對門進行開關(guān)控制。氣缸活塞桿伸出，門翻開；活塞桿縮回，門關(guān)閉。門內(nèi)側(cè)的開門按鈕和關(guān)門按鈕分別為1S1和1S2,門外側(cè)的開門按鈕和關(guān)門按鈕分別為1S3和1S4。1S1、1

4、S3任一按鈕按下，都能控制門翻開；1S2、1S4任一按鈕按下，都能控制門關(guān)閉。課題說明：1回路分析2回路圖設(shè)計3. 回路連接工程三 行程控制回路1、行程程序控制回路的定義程序控制的定義：當一個自動化裝置中的各個執(zhí)行元件按預(yù)先設(shè)定的順序，根據(jù)生產(chǎn)過程中的位移、時間、壓力等信號的變化協(xié)調(diào)動作時，這種自動控制方式就稱為程序控制。程序控制分類：時間程序控制、行程程序控制、混合程序控制2、行程程序控制回路的實現(xiàn)采用行程程序控制的氣動回路中應(yīng)有對前一個執(zhí)行元件動作到位情況進行檢測的檢測元件,也就是位置傳感器。有些時候在安裝位置檢測元件比擬困難或根本無法進行位置檢測時，行程信號也可用其他類型的信號來代替，如

5、時間、壓力信號等。3、行程閥實現(xiàn)定義：行程閥即機械控制換向閥，它是用凸輪、撞塊或其它機械外力來推動閥芯動作、 換向的換向閥，主要用來控制機械運動部件的行程。分類：行程閥常見的操控方式有頂桿式、滾輪式、單向滾輪式等結(jié)構(gòu)：與手動換向閥相似，不再詳細介紹 單向滾輪式行程閥的特點：圖3.135b圖3. 1單向滾輪式行程閥工作方式示意圖1. 氣缸2.凸塊3 .滾輪4.閥桿5.行程閥閥體實驗課題：自動送料裝置課題說明：利用一個雙作用氣缸將料倉中的成品推入滑槽進行裝箱。為提高效率，采用一個帶定位的開關(guān)啟動氣缸動作。按下開關(guān)，氣缸活塞桿伸出?；钊麠U伸到頭即將工件推入滑槽，。工件推入滑槽后活塞桿自動縮回， 活塞

6、桿完全縮回后再次自動伸出， 推下一個工件，如此循環(huán)， 直至再次按下定位開關(guān)，氣缸活塞桿完全縮回后停止。1. 氣動控制回路分析這個課題可以認為是一個只有一個執(zhí)行元件，兩個動作的簡單行程程序控制回路。為實現(xiàn)這兩個動作：氣缸伸出和氣缸縮回的順序控制， 我們需要兩個位置檢測元件。 這兩個檢測元 件一個用于檢測氣缸活塞是否伸出到位， 另一個用于檢測氣缸活塞是否縮回到位。 通過這兩 個檢測元件就可以對氣缸的順序動作進行控制。定位開關(guān)信號和用于檢測氣缸活塞是否回縮到位的檢測元件信號串聯(lián)或用雙壓閥連接，來控制氣缸的伸出， 并實現(xiàn)氣缸活塞的連續(xù)循環(huán)動作。另一個用于檢測活塞是否伸出到位的檢測元件的輸出信號那么用來

7、控制氣缸活塞的返回。2、設(shè)計氣動控制回路1 V11S31 S11 A1 1S2圖3. 2自動送料裝置氣動控制回路圖3、回路連接在實際氣壓傳動系統(tǒng)中由于回路一般都比擬復(fù)雜、響應(yīng)速度要求也較高或者系統(tǒng)中除了有氣動執(zhí)行元件外還有其他如電動機、液壓缸等其他類型的執(zhí)行元件，所以執(zhí)行元件的運動控制大多采用電氣控制方式。 這樣不僅能對不同類型的執(zhí)行元件進行集中統(tǒng)一控制，也可以較方便的實現(xiàn)比擬復(fù)雜的控制要求和遠程控制。另外電信號的傳遞速度也要遠遠高于氣壓信號的傳遞速度，控制系統(tǒng)可以獲得更高的響應(yīng)速度。1.電磁換向閥P.45定義：利用電磁線圈通電時， 靜鐵芯對動鐵芯產(chǎn)生的電磁吸力，使閥芯改變位置實現(xiàn)換向的，簡稱

8、為電磁閥。強調(diào)：由于它能夠?qū)⒌玫降碾娦盘栟D(zhuǎn)換為氣信號輸出，使得氣壓傳動系統(tǒng)的電氣控制成為可能，因此成為氣壓傳動控制系統(tǒng)中最主要的元件。分類：電磁換向閥按操作方式可分為直動式和先導(dǎo)式。 表示方法：單側(cè)電磁控制直動式 雙側(cè)電磁控制直動式先導(dǎo)式電磁控制帶手控圖3. 3電磁換向閥操控方式的表示方法2 接近開關(guān)定義：一種具有感知物體接近能力的器件，它利用其對所接近的物體具有的敏感特性，到達識別物體的接近并輸出開關(guān)信號的目的，因此通常又把接近傳感器稱為接近開關(guān)。分類：在氣動系統(tǒng)中常用的位置檢測接近開關(guān)有：電感傳感器、電容傳感器、光電傳感器和 磁性開關(guān)。圖形符號:電容式傳感器電感式傳感器光電式傳感器磁性開關(guān)

9、圖3. 8常用接近開關(guān)的圖形符號實驗課題：自動送料裝置1電氣控制回路分析采用電氣控制和采用氣壓控制的設(shè)計思想是一致的。 定位開關(guān)和安裝在氣缸尾端的位 置檢測元件串聯(lián)，用來控制氣缸的伸出和實現(xiàn)氣缸的連續(xù)往復(fù)運動；安裝在氣缸首端的位置檢測元件那么用來控制氣缸的縮回。2.設(shè)計控制要求實驗課題：紙箱抬升推出裝置(一)課題說明：利用兩個氣缸把已經(jīng)裝箱打包完成的紙箱從自動生產(chǎn)線上取下。通過一個按鈕控制1A1氣缸活塞伸出，將紙箱抬升到 2A1氣缸的前方；到位后，2A1氣缸活塞桿伸出，將紙 箱推入滑槽；完成后，1A1氣缸活塞桿首先縮回；縮回到位后， 2A1氣缸活塞桿縮回，一個 工作過程完成。為防止造成紙箱破損

10、應(yīng)對氣缸活塞運動速度進行調(diào)節(jié)。位移步驟圖的繪制位移步驟圖的作用：利用位移步驟圖能清晰的說明行程程序各步的動作狀態(tài)，也能方便我們進行回路設(shè)計和回路分析。畫法：以圖4. 1為例，可以看到位移步驟圖在繪制時主要注意以下幾點：(1) 圖表左側(cè)的1A1和2A1分別為執(zhí)行元件的標號。(2) 圖表縱坐標上的0和1分別表示氣缸處于完全縮回和完全伸出狀態(tài)。(3) 圖表橫軸的分段數(shù)由該回路一個動作循環(huán)所含的步驟數(shù)決定。(4) 圖表橫軸的分段采用均勻分段，即每一段只表示一個動作步驟，并不表示執(zhí)行該步 驟所用的時間。(5) 粗實線表示左側(cè)標號所對應(yīng)的執(zhí)行元件的動作情況。例如1A1所對應(yīng)的粗實線在第一段內(nèi)出現(xiàn)從0到1的

11、斜線，這說明在本行程程序控制回路中第一步為1A1氣缸活塞的伸出。1 回路分析本課題的回路是有兩個執(zhí)行元件，四個動作步驟的行程程序控制回路，動作順序為：1A1伸出一2A1伸出一1A1縮回一2A1縮回。因此在回路中應(yīng)設(shè)置 4個位置檢測元件，分別檢 測1A1、2A1氣缸活塞是否伸出到位、縮回到位。這4個位置檢測元件發(fā)出的信號作為當前動作完成的標志用來啟動下一步動作。比方，當用于檢測1A1氣缸活塞是否伸出到位的檢測元件發(fā)出信號時，說明1A1氣缸活塞已經(jīng)伸出到位，即順序動作中的第一步已經(jīng)完成，應(yīng)開始第二步，讓2A1氣缸活塞伸出，所以該信號應(yīng)用來控制換向閥2V1換向，使2A1氣缸活塞伸出。本課題要求采用氣

12、動控制方式和電氣控制方式二種方式來實現(xiàn)。2. 設(shè)計、繪制氣動控制回路圖2V1-jVA1 S11 V1注：1A1氣缸前方的兩個行程閥之所以標為2S1和2S2,是因為它們被用來控制2A1氣缸活塞的動作。2A1氣缸前方的兩個行程閥標為1S2和1S3也是因為它們是用來控制 1A1氣缸活塞動作的。3.氣動控制回路連接4.設(shè)計、繪制電氣控制回路圖2B12B21A(1.0)1B11B2I # 2A(2.0) i-1 V12V1丄譏1Y22Y12B22Y21Y10V1Y112110 Z+24VS12B1oVUK1B2ib1jTK1 注：接近開關(guān)的標號與氣動行程閥不同,它不受其控制作用的影響，由其安裝位置決定，

13、所以1A1氣缸前方的接近開關(guān)標為1B1和1B2, 2A1氣缸缸體上的磁性開關(guān)標為2B1和2B2。工程四故障信號分析實驗課題：紙箱抬升推出裝置(二)1A1伸出一2A1伸出一2A1縮課題說明：四個動作步驟的行程程序控制回路，動作順序為: 回一1A1縮回。1 繪制位移步驟圖12345 = 11A12A1圖4. 1實驗課題7位移步驟圖2.回路連接3 查找障礙信號利用磁性貼片在黑板上繪制回路圖，并根據(jù)動作步驟分析障礙信號，可以得到障礙信號1S3 和 2S1。一、 行程程序控制回路的信號障礙問題障礙信號定義：大局部行程程序控制回路的控制信號之間，都存在著各種形式的干擾， 這些信號稱為障礙信號，會使回路無法

14、正常工作。在氣動行程程序控制回路中障礙信號主要有I型障礙信號和II型障礙信號兩種。I型障礙信號一個行程程序控制回路在一個工作過程中每個氣缸只作一次往復(fù)運 動稱為單往復(fù)行程程序控制回路，在單往復(fù)程序中，假設(shè)在某個主控閥的兩個控制 口上同時存在兩個相互矛盾的控制信號，那么稱為該障礙信號為I型障礙信號。II型障礙信號 在一個工作過程中至少有一個氣缸往復(fù)運動兩次或兩次以上，稱為 多往復(fù)行程程序控制回路。在這種回路中，如果存在一個控制信號屢次出現(xiàn)來控 制不同動作，或分別控制同一個氣缸的兩個相反動作，這個信號就是II型障礙信號。我們在這里只討論I型障礙信號的分析判斷和排除。1.障礙信號的分析行程程序控制回

15、路設(shè)計的關(guān)鍵就是要找出這種障礙信號并設(shè)法排除它們。最常用的判別的方法為X-D狀態(tài)圖法。(1) X-D狀態(tài)圖法中的符號規(guī)定在使用X-D狀態(tài)圖法進行障礙信號的分析判斷時，為了方便，對回路中所用元件的標 號有以下規(guī)定。大寫字母A、B C D等表示氣缸下標“ 1 一一活塞桿伸出；下標“ o 一一活塞桿退回小寫字母a、b、c、d等表示行程閥發(fā)出的信號下標“ 1 一一活塞桿伸出到位所發(fā)的信號下標“ 0 一一活塞桿退回到位所發(fā)的信號 經(jīng)過處理排除障礙后的執(zhí)行信號右上角加“* ，如ai*2 程序框圖行程程序可用程序框圖來表示氣缸的動作順序。實驗課題7的程序框圖為:啟動*'iAi缸伸2Ai缸伸2Ai缸縮

16、iAi缸縮用字母方式可簡化為：qao aibi boaoAiBiBo Ao3X-D動作狀態(tài)圖的畫法實驗課題7的X-D圖為：X-D組i234執(zhí)行信號AiBiBoAoiao(Ai) §Ai C2ai(Bi)Bi3bi(Bo)BocIJ4bo(Ao)Ao備 用 格圖4. 2 AiBiBoAo工作程序的X-D圖4障礙信號的判別P.6i 根據(jù)判別方法在圖3.23中可得ai和bo為障礙信號。5 按照上述方法請同學(xué)對回路進行重新標號，畫出程序框圖和 X-D圖,并判別有無障礙信 號2 障礙信號的排除方法常用的方法有脈沖信號法、邏輯回路法和輔助閥法。(1)脈沖信號法定義：脈沖信號消障的實質(zhì)就是將有障信

17、號變?yōu)槊}沖信號，使其在使主控閥換向完成后立即消失，這樣就使信號線不可能長于動作狀態(tài)線，障礙也就消除了。實例：在實驗課題中，將 印和b。這兩個障礙信號設(shè)法變成脈沖信號印和Ab。，即可得到下面消除障礙后的 X-D動作狀態(tài)圖?；芈愤B接：按脈沖信號法對實驗課題 7進行排障，畫出回路圖并進行回路連接。連 接時應(yīng)注意不能將行程閥安裝在活塞桿行程的末端， 而必須留一段距離以便使擋塊或凸輪通 過該行程閥。(2)邏輯回路法定義：邏輯回路法即利用邏輯門的性質(zhì)，將長信號變成短信號，從而排除障礙信號的方法。 利用邏輯回路排除障礙信號的常用方法有邏輯“與排障和邏輯“非排障。(3 )輔助閥法定義：假設(shè)在現(xiàn)有回路中找不到可用來與障礙信號