氣動入門到高級培訓

1、 氣壓傳動氣壓傳動定義 以空氣為傳動介質(zhì)，通過空氣的壓力能來傳遞動力。 傳遞過程中有2次能量轉(zhuǎn)化，第一次是空氣壓縮機將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的壓力能，第二次是氣缸或氣馬達將壓力能轉(zhuǎn)換為機械能。 一.空氣概述 1.空氣的成分 在0，101.325Kpa下的干空氣體積比例： 氮氣 ：78.03. 氧氣： 20.93. 其它氣體：（氬0.932，二氧化氮0.07， 其余0.078） 2.空氣的主要性能 1）密度=mv（單位體積氣體的質(zhì)量） 單位： kgm3 基準狀態(tài)下（溫度為0、壓力為101.325Kpa 時 ） =1.293kgm3 標準狀態(tài)時（溫度為20，壓力為0.1Mpa,相對濕度65） =1.18

2、5kgm3 空氣的密度與溫度、壓力、含水（蒸氣）量的關(guān)系 干空氣密度 ； oogppT16.273g g在絕對溫度在絕對溫度T T和絕對壓力和絕對壓力p p下下的干空氣密度（的干空氣密度（ kg kgm m3 3 ） 0 0一標準狀態(tài)下干空氣密度，一標準狀態(tài)下干空氣密度，0 0= =1 1. .293kg293kgm m3 3； T T絕對溫度（絕對溫度（K K）T T273273. .1616t t； t t溫度（溫度（）；）； p p絕對壓力（絕對壓力（MPaMPa）；）； p p0 0標準狀態(tài)下干空氣的壓力，標準狀態(tài)下干空氣的壓力，p p0 0= =0 0. .1013MPa1013MP

3、a。 2）空氣粘度 氣體流動過程中，由于質(zhì)點之間的相對運動產(chǎn)生阻力的性質(zhì)稱為氣體的粘性。粘性的大小用粘度表示。 粘度：動力粘度、運動粘度。 粘度與溫度的關(guān)系： （見表1-2）。 3）濕空氣 絕對濕度x 1立方米濕空中含水蒸氣的質(zhì)量 x=mv （kgm3） 飽和絕對濕度xb 一定溫度下，空氣中含水蒸氣的量達到飽和，此時的絕度濕度稱為飽和絕對濕度 相對濕度=xxb 4）露點 空氣冷卻降溫，使?jié)穸冗_到飽和并開始凝結(jié) 形成水珠的溫度，稱為該濕度的露點。 （壓力降低露點降低。壓力不變，溫度降低，露點降低）3.氣體狀態(tài)方程 1）理想氣體狀態(tài)方程 氣體溫度、壓力、體積三個參數(shù)表征氣體所處的狀態(tài) PVT=常數(shù)

4、 P=RT P=RT P-氣體絕對壓力（Pa）、V-氣體體積（m3） 、T-氣體絕對溫度（K）、-氣體密度（kgm3） -氣體的比體積（單位質(zhì)量氣體的體積m3kg）=1 R-氣體常數(shù)Nm（kgK） 干空氣R=287.1 濕空氣R=462.052）氣體狀態(tài)變化過程 等容過程 PT=常數(shù) 或 P1T1=P2T2 等壓過程 VT=常數(shù) 或 V1T1=V2T2 等溫過程 PV=常數(shù) 或 P1V1=P2V2 絕熱過程 PVk =常數(shù) 或 P1V1k=P2V2k4.氣體的流動規(guī)律（方程） 1）連續(xù)性方程（質(zhì)量守恒） Qm= A = 常數(shù) 11 A1 =22 A 2 2）伯努利方程（能量守恒） Pg+22g

5、+z=常數(shù) P1g+122g+z1=P2g+222g+z25.聲速與馬赫數(shù) 1）聲速 聲波在空氣中的傳播速度 a=（kRT)0.520T0.5 a-聲速（ms） R-氣體常數(shù)Nm（kgK） 干空氣R=287.1 濕空氣R=462.05 T-空氣絕對溫度（K） k-絕熱指數(shù)（對于空氣k=1.4） 介質(zhì)溫度越高，聲速越快。15時，聲速約為340（ms）2）馬赫數(shù) 氣流在某處的速度與當?shù)芈曀賏之比稱為馬赫數(shù)，用符號Ma表示。 Ma=a Ma1，氣流為亞聲速流動 Ma 1，氣流為聲速流動 Ma1，氣流超聲速流動6.氣體在管道中的流動特性 1）亞聲速（Ma1）流動時 與不可壓縮流體特性相同，通道變小速度

6、加大，壓力變小。 2）處于超聲速（Ma1）流動時 與不可壓縮流體特性相反，通道變小速度減小，壓力變大。 3）處于聲速（Ma=1）流動時 氣體在管道中處于聲 速流動時，其流動特 性處于臨界狀態(tài)。聲 速流動時的截面是一 個臨界截面，且是最 小截面。聲速流動狀 態(tài)下的截面面積、流 速和壓力都不變。要 使亞聲速氣流加速到 超聲速，管道必須做 成先收縮后擴張，這 種管稱為拉瓦爾噴管。 二.氣壓傳動系統(tǒng)組成 1）氣源裝置：壓縮空氣的發(fā)生裝置以及壓縮空氣的存貯、凈化的輔助裝置。它為系統(tǒng)提供合乎質(zhì)量要求的壓縮空氣。 2）執(zhí)行元件：將氣體壓力能轉(zhuǎn)換成機械能并完成做功動作的元件，如氣缸、氣馬達、真空吸盤等。 3）

7、控制元件：控制氣體壓力、流量及運動方向的元件，如各種閥類；能完成一定邏輯功能的元件，即氣動邏輯元件；感測、轉(zhuǎn)換、處理氣動信號的元器件，如氣動傳感器及信號處理裝置。 4）氣動輔件：氣動系統(tǒng)中的輔助元件，如消聲器、管道、接頭等。 氣動系統(tǒng)組成 氣源裝置（壓縮機、冷卻器、脫水、干燥器、過濾器、氣動三大件） 氣動控制元件（方向閥、壓力閥、流量閥、邏輯閥） 氣動執(zhí)行元件（氣缸、氣馬達、真空吸盤） 氣動輔助元件（消聲器、管路元件、密封件、儀表類等）三三.氣源裝置及氣動輔件氣源裝置及氣動輔件氣源裝置由以下四部分組成氣源裝置由以下四部分組成氣壓發(fā)生裝置氣壓發(fā)生裝置空氣壓空氣壓縮機；縮機； 凈化、貯存壓縮空氣的

8、凈化、貯存壓縮空氣的裝置和設備；裝置和設備； 氣動三大件氣動三大件1.氣源裝置1.1空氣壓縮機 空氣壓縮機是氣動系統(tǒng)的動力源，是氣壓傳動的心臟部分，它是把電動機輸出的機械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的能量轉(zhuǎn)換裝置。容積型速度型活塞式往復式旋轉(zhuǎn)式離心式軸流式膜片式滑片式 螺桿式空空氣氣壓壓縮縮機機的的分分類類空氣壓縮機工作原理1 1一排氣閥；一排氣閥；2一氣缸；一氣缸；3一活塞；一活塞；4一活塞桿；一活塞桿；5一滑塊；一滑塊；6一連桿；一連桿； 7一曲柄；一曲柄；8一吸氣閥；一吸氣閥；9一閥門一閥門彈簧彈簧。空氣壓縮機的分類及選用原則空氣壓縮機的分類及選用原則 按輸出壓力大小可分為： 低壓空壓機(0.2-

9、MPa) 中壓空壓機(1.0-10Mpa) 高壓空壓機(10-100Mpa) 超高壓空壓機(100Mpa) 按輸出流量（排量）可分為： 微型(100 m3/min )1.2氣源凈化裝置 后冷卻器 功能：降低壓縮空氣溫度，析出液態(tài)水。1熱空氣進口 2冷卻水入口 3冷空氣出口 4冷卻水出口油水分離器 油水分離器安裝在后冷油水分離器安裝在后冷卻器出口管道上，的作用卻器出口管道上，的作用是分離并排出壓縮空氣中是分離并排出壓縮空氣中凝聚的油分、水分和灰塵凝聚的油分、水分和灰塵雜質(zhì)等，使壓縮空氣得雜質(zhì)等，使壓縮空氣得到初步凈化。到初步凈化。 。 貯氣罐 功能： 貯存一定數(shù)量的壓縮空氣，減少氣流脈動，減弱氣

10、流脈動引起的管道振動，進一步分離壓縮空氣的水分和油分。 干燥器 作用：進一步除去壓縮空氣中含有的水分、油分、顆粒雜質(zhì)等，使壓縮空氣干燥，用于對氣源質(zhì)量要求較高的氣動裝置、氣動儀表等。主要采用吸附、離心、機械降水及冷凍等方法。 吸附式干燥器結(jié)構(gòu)示意圖1空氣源 2油水分離器 3、6電磁閥 4、8干燥劑筒 5、9固定節(jié)流過濾器 7消聲器 10濕度顯示器過濾器 一次過濾器結(jié)構(gòu)圖1-密孔網(wǎng) 2-目細鋼絲網(wǎng) 3-焦炭 4-硅膠等 工作原理： 氣流由A口進入筒內(nèi)，在離心力的作用下分離出液滴，由C口排出，然后氣體由下而上通過多片鋼板/毛氈、硅膠、焦炭、濾網(wǎng)等過濾吸附材料，干燥清潔的空氣從筒頂B口輸出。 1.3

11、氣動三大（聯(lián)）件 分水濾氣器、減壓閥、油霧器分水濾氣器、減壓閥、油霧器分水過濾器分水過濾器 作用作用：除去空氣中：除去空氣中的灰塵、雜質(zhì)，并的灰塵、雜質(zhì)，并將空氣中的水分分將空氣中的水分分離出來。離出來。 原理原理：回轉(zhuǎn)離心、：回轉(zhuǎn)離心、撞擊，撞擊，性能指標性能指標：過濾度、：過濾度、水分離率、濾灰效率、水分離率、濾灰效率、流量特性流量特性 普通分水濾氣器結(jié)構(gòu)圖1-復位彈簧 2-保護罩 3-水杯 4-擋水板 5-濾芯 6-導流片 7-卡圈 8-錐形彈簧 9-閥芯 10-手動放水按鈕直動式減壓閥溢流式減壓閥油霧器油霧器 特殊的注油裝置。特殊的注油裝置。 原理：當壓縮空原理：當壓縮空氣流過時，它將

12、潤氣流過時，它將潤滑油噴射成霧狀，滑油噴射成霧狀，隨壓縮空氣流入需隨壓縮空氣流入需要的潤滑部件，達要的潤滑部件，達到潤滑的目的到潤滑的目的。 普通油霧器的結(jié)構(gòu)簡圖 1-立桿 2-截止閥 3-儲油杯 4-吸油管 5-單向閥 6-節(jié)流針閥 7-視油器 8-油塞 9-螺母 氣動三聯(lián)件氣動三聯(lián)件符號1.4.氣動輔助元件 消聲器消聲器 氣缸、氣閥等工作時排氣速度較高，氣體氣缸、氣閥等工作時排氣速度較高，氣體體積急劇膨脹，會產(chǎn)生刺耳的噪聲。噪聲的強體積急劇膨脹，會產(chǎn)生刺耳的噪聲。噪聲的強弱隨排氣的速度、排氣量和空氣通道的形狀而弱隨排氣的速度、排氣量和空氣通道的形狀而變化。排氣的速度和功率越大，噪聲也越大，

13、變化。排氣的速度和功率越大，噪聲也越大，一般可達一般可達100100120120dBdB，為了降低噪聲在排氣口，為了降低噪聲在排氣口要裝設消聲器。要裝設消聲器。 氣動元件使用的消聲器 一般有三種類型： 1）吸收型消聲器 2）膨脹干涉型消聲器 3）膨脹干涉吸收型消聲器 吸收型消聲器結(jié)構(gòu)簡圖 1-連接螺絲；2-消聲罩 管道連接件管道連接件 管道管道（壓縮氣體通道）（壓縮氣體通道） 硬管：鋼管、銅管、鋁管、PVC管等。 軟管：塑料、尼龍、橡膠、金屬編織塑料等。管接頭 作用：連接輸氣管道。 要求：連接可靠，快捷，使用壽命長。 種類：焊接式、卡套式、卡箍式、擴口式、插入快換式焊接式管接頭 焊接式管接頭是

14、把相連管于的一端與管接頭的接管2焊接在一起，通過螺母3將接管2與接頭體1壓緊。焊接管接頭制造工藝簡單，工作可靠，安裝方便，對被聯(lián)接的管道尺寸及表面精度要求不高。工作壓力可達32MPa以上，是目前應用最廣泛的一種形式。1.接頭體；2.接管；3.螺母；4.O形圈；5.組合墊圈；A.焊接處擴口式管接頭 擴口式管接頭適用于銅、鋁管或薄壁鋼管。接管2穿入導套4后擴成喇叭口(約74o90o)。1.接頭體；2.接管；3.螺母；4.導套卡套式管接頭 卡套式管接頭由接頭體1、卡套4和螺母3這三個基本零件組成。這種管接頭軸向尺寸要求不嚴、拆裝方便，不需焊接或擴口；但對管道的徑向尺寸精度要求較高。采用冷拔無縫鋼管。

15、1.接頭體；2.接管；3.螺母；4.卡套；5.組合墊圈密封元件密封元件作用：防止傳動介質(zhì)泄漏（外泄和內(nèi)泄）。要求：1.在工作壓力和一定的溫度范圍內(nèi)，應具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加能自動提高密封性能。2.密封裝置和運動件之間的摩擦力要小，摩擦系數(shù)要穩(wěn)定。3.抗腐蝕能力強，不易老化，工作壽命長，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自動補償。4.結(jié)構(gòu)簡單，使用、維護方便，價格低廉 密封材料 常用的液壓系統(tǒng)密封材料有以下幾種： (1) 丁腈橡膠。這是一種最常用的耐油橡膠,具有良好的彈性與耐磨性,工作溫度一般為-20100，有一定的強度，摩擦系數(shù)較大。 (2) 聚氨酯。它的耐油性能比丁腈橡膠好，既具有

16、高強度又具有高彈性。拉斷強度比一般橡膠高。它有很好的耐磨性，目前被廣泛用作動密封的密封材料，適應溫度范圍為-3090。密封元件種類 “O”型密封圈 O形密封圈一般用丁腈橡膠制成，其橫截面呈圓形，它具有良好的密封性能。唇形密封圈 唇形密封圈根據(jù)截面的形狀可分為Y形、V形、U形、L形等。組合式密封裝置 上述各種形狀的密封圈和各種不同的密封材料均有其各自的優(yōu)點。新近出現(xiàn)的組合密封結(jié)構(gòu)就是基于利用其各自優(yōu)點而制成的。例如，聚四氟乙烯是一種新型塑料材料，它的摩擦系數(shù)極低，耐磨性好，但是彈性差;而丁腈橡膠彈性很好。將兩者結(jié)合起來，互相取長補短、構(gòu)成新式的組合式密封.其它輔助元件溫度計溫度計流量計流量計壓力

17、表和真空表1.彈簧彎管; 2.放大機構(gòu); 3.指針; 4.基座壓力表開關(guān) 常設的壓力表應設壓力表開關(guān)或限壓器加以保護。最常見的壓力表開關(guān)為KF型。旋轉(zhuǎn)手輪3可打開或關(guān)閉壓力表管路，也可適當調(diào)節(jié)手輪由針閥2調(diào)節(jié)管路開口，起到阻尼緩沖作用，使壓力表指針動作平穩(wěn)。1.壓力表開關(guān)體壓力表開關(guān)體; 2.針閥針閥; 3.手輪手輪; A.接壓力表接壓力表; B.接管路接管路 四四. .氣動執(zhí)行元件 氣動執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為氣動執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置。包括氣缸和氣馬達。實現(xiàn)直線運機械能的裝置。包括氣缸和氣馬達。實現(xiàn)直線運動和做功的是氣缸；實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動和做功的是氣動和做功的

18、是氣缸；實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動和做功的是氣馬達（又稱旋轉(zhuǎn)氣缸）馬達（又稱旋轉(zhuǎn)氣缸）。 1.普通氣缸 單作用氣缸和雙作用氣缸 單活塞氣缸和雙活塞氣缸 原理、輸出速度及輸出力、職能符號。雙作用氣缸原理（符號） 雙作用- 往復運動都由壓力空氣驅(qū)動雙作用（單桿缸）結(jié)構(gòu)圖雙作用（單桿）氣缸實物單作用氣缸 一個方向運動由氣壓驅(qū)動，反方向運動由其它動力（彈簧、重力等）驅(qū)動。雙作用氣缸活塞的雙向運動均由氣壓驅(qū)動2.無活塞桿氣缸 氣缸只有活塞桿，缸徑范圍2563mm，行程最大10m。 3.膜片式氣缸4.擺動氣缸擺動氣缸動作 葉片式氣馬達的工作原理與葉片式液壓馬達葉片式氣馬達的工作原理與葉片式液壓馬達 相似。相似。葉片氣馬

19、達葉片氣馬達三三. .真空元件真空元件 1.真空及真空度真空及真空度 壓力比大氣壓低的環(huán)境稱之為真空。 真空的量化指標稱之為真空度。真空度。 2.2.真空發(fā)生器真空發(fā)生器 1）原理：利用氣體的高速流動來產(chǎn)生真空（負壓）2 2）. .真空發(fā)生器（元件真空發(fā)生器（元件1 1） 組合真空發(fā)生器（元件2）1 1一進氣口一進氣口 2 2一真空口（輸出口）一真空口（輸出口）3 3一排氣口一排氣口典型真空回路1.1.過濾器過濾器 2. 2.精密過濾器精密過濾器 3. 3.減壓閥減壓閥4.4.壓力表壓力表 5. 5.電磁閥電磁閥 6. 6.真空發(fā)生器真空發(fā)生器7.7.消聲器消聲器 8. 8.真空過濾器真空過濾

20、器 9. 9.真空壓力開關(guān)真空壓力開關(guān) 10.10.真空表真空表 11. 11.吸盤吸盤 12. 12.工件工件3.真空發(fā)生器的主要性能指標真空發(fā)生器的主要性能指標1）耗氣量2 2）真空度）真空度4 4. .真空吸盤真空吸盤 真空吸盤是吸附、抓取物件的執(zhí)行元件，通常由橡膠材料和金屬骨架壓制而成。1）真空吸盤結(jié)構(gòu)2 2）真空吸盤的主要性能指標）真空吸盤的主要性能指標 真空吸盤的理論吸力 F=PZ D24 PZ -真空度（Pa） D-吸盤的有效直徑（m） F-理論吸力（N） 實際吸力：Fr=Fn n-安全系數(shù)（水平吸盤n=4、垂直吸盤n=8） 五 氣動控制元件 1.壓力控制閥減壓閥減壓閥氣動三大件

21、之一，用于穩(wěn)定用氣壓力。氣動三大件之一，用于穩(wěn)定用氣壓力。溢流閥溢流閥只作安全閥用。只作安全閥用。順序閥順序閥由于氣缸（馬達）的軟特性，很難用順由于氣缸（馬達）的軟特性，很難用順序閥實現(xiàn)兩個執(zhí)行元件的順序動作。序閥實現(xiàn)兩個執(zhí)行元件的順序動作。溢流閥結(jié)構(gòu)及原理a a）球閥式）球閥式 b b）膜片式）膜片式 先導式溢流閥先導式溢流閥溢流式減壓閥減壓閥結(jié)構(gòu)及原理單向順序閥 2.流量控制閥 用于控制執(zhí)行元件運動速度。 節(jié)流閥節(jié)流閥 單向節(jié)流閥單向節(jié)流閥 排氣節(jié)流閥排氣節(jié)流閥節(jié)流閥和單向節(jié)流閥快速排氣閥原理及結(jié)構(gòu)a a）膜葉式）膜葉式b b）截止式）截止式c c）消聲排氣式）消聲排氣式快速排氣閥應用 3

22、.方向控制閥 1. 換向閥氣壓控制換向閥（加壓控制、泄壓控制、差壓控制）氣壓控制換向閥（加壓控制、泄壓控制、差壓控制）電磁控制換向閥電磁控制換向閥機械控制換向閥機械控制換向閥人力控制換向閥人力控制換向閥 換向閥 （Selector) 作用：控制執(zhí)行元件的運動方向（通過控制液體的流動方向） 滑閥式換向閥概述 結(jié)構(gòu)及工作原理 滑閥主要由閥芯（階梯軸）和閥體（階梯孔）組成。閥芯在閥體內(nèi)移動，閥芯與閥體之間的不同相對位置，就決定了氣管的連接方式二位五通二位五通二位四通二位四通二位三通二位三通二位二通二位二通名稱名稱結(jié)構(gòu)原理圖結(jié)構(gòu)原理圖圖形符號圖形符號三位五通三位五通三位四通三位四通 滑閥的“位”和“通

23、”： 通-該閥外接管路的根數(shù)。 位-閥芯與閥體的相對位置數(shù)（外接管路的連接種類數(shù)）。 閥芯移動的動力來源 人力（手，腳），機動， 電動（電磁鐵），氣動，電氣動換向閥驅(qū)動方式及符號手動換向閥機動換向閥電磁換向閥三位五通電磁換向閥氣動換向閥雙電控直動式電磁換向閥a a）1 1通電、通電、2 2斷電狀態(tài)斷電狀態(tài) b b）l l斷電、斷電、2 2通電狀態(tài)通電狀態(tài)先導式電磁換向閥先導式電磁換向閥(電氣組合式）電氣組合式）圖示為先導式單電控換向閥的工作原理圖 斷電狀態(tài)單電控（電氣組合）換向閥通電狀態(tài)它是利用直動式電磁閥輸出的先導氣壓來操縱大型氣控換向閥（主閥）換向的，該閥的電控部分又稱電磁先導閥雙電控電氣

24、換向閥1帶電狀態(tài)雙電控電氣換向閥2帶點狀態(tài)單向閥結(jié)構(gòu)及工作原理a a）錐形閥芯）錐形閥芯 b b）平面閥芯）平面閥芯c c）球形閥芯）球形閥芯梭閥結(jié)構(gòu)及原理 氣動產(chǎn)品 六. 氣動基本回路 1.壓力控制回路 1 1）. .一次壓力控制回路一次壓力控制回路 電接觸式壓力表根據(jù)貯氣罐壓力控制空壓機的起、停，電接觸式壓力表根據(jù)貯氣罐壓力控制空壓機的起、停，一旦貯氣罐壓力超過一定值時，溢流閥起安全保護作用一旦貯氣罐壓力超過一定值時，溢流閥起安全保護作用。 2 2）. .簡單壓力控制回路簡單壓力控制回路 采用溢流式減壓閥對氣源采用溢流式減壓閥對氣源實行定壓控制實行定壓控制。 高低壓控制回路高低壓控制回路

25、高低壓切換回路高低壓切換回路 氣源回路氣源回路 換向回路 3.速度控制回路 4.安全保護回路 1）.雙手操作回路 只有同時按下兩個手動換向閥，氣缸才動作，對操作人員的手起到安全保護作用。應用在沖床、鍛壓機床上。 2）.互鎖回路 該回路利用梭閥1、2、3 和換向閥4、5、6 實現(xiàn)互鎖，防止各缸活塞同時動作，保證只有一個活塞動作。 5.往復動作回路 單往復動作回路 按下手動閥，二位按下手動閥，二位 五通換向閥處于左位，五通換向閥處于左位，氣缸外伸；當活塞桿擋氣缸外伸；當活塞桿擋塊壓下機動閥后，二位塊壓下機動閥后，二位五通換至右位，氣缸縮五通換至右位，氣缸縮回，完成一次往復運動回，完成一次往復運動

26、連續(xù)往復動作回路 手動閥1 換向，高壓 氣體經(jīng)閥3 使閥2換向，氣 缸活塞桿外伸，閥3 復位，活塞桿擋塊壓下行程閥4 時，閥2 換至左位，活塞桿縮回，閥4 復位，當活塞桿縮回壓下行程閥3 時，閥2 再次換向，如此循環(huán)往復 氣動氣動邏輯元件及回路邏輯元件及回路 1.1.邏輯關(guān)系及解析式邏輯關(guān)系及解析式 （邏輯自變量與邏輯函數(shù)關(guān)系）（邏輯自變量與邏輯函數(shù)關(guān)系） 基本關(guān)系及解析式基本關(guān)系及解析式 1 1）是）是 s=a s=a （a=0 s=0 a=1 s=1a=0 s=0 a=1 s=1） 2 2）非）非 s= s= （a=0 s=1 a=1 s=0a=0 s=1 a=1 s=0） 3 3）或）或

27、 s=a+b s=a+b（相當于兩個開關(guān)并聯(lián)控制一個電器）（相當于兩個開關(guān)并聯(lián)控制一個電器） a=0 b=0 s=0 a=0 b=0 s=0 a=0 b=1 s=1 a=0 b=1 s=1 a=1 b=0 s=1 a=1 b=0 s=1 a=1 b=1 s=1 a=1 b=1 s=1 4 4）與）與 s=ab s=ab （相當于兩個開關(guān)串聯(lián)控制一個電器（相當于兩個開關(guān)串聯(lián)控制一個電器） a=0 b=0 s=0 a=0 b=0 s=0 a=0 b=1 s=0 a=0 b=1 s=0 a=1 b=0 s=0 a=1 b=0 s=0 a=1 b=1 s=1a=1 b=1 s=1 復合關(guān)系復合關(guān)系及解

28、析式及解析式 5 5）或非）或非 6 6）與非）與非 7 7）禁）禁2.氣動邏輯符號 是 非 或 與 或非 與非 禁3.氣動邏輯元件 （1）是 （門元件） s=a （2）與（門元件） s=ab （3）或（門元件） s=a+b （4）非（門元件） s= a （5）禁（門元件） s= a b （6）或非（門元件） s= a+b 氣動邏輯元件：與(雙壓閥）氣動邏輯元件（是、與）氣動邏輯元件（或）梭閥（或）氣動邏輯元件（非、禁）氣動邏輯元件（或非）邏輯函數(shù)計算公式 4.邏輯氣動原理圖5.邏輯代數(shù)運算及化簡 （1）運算規(guī)律 （2）化簡 真值表化簡 積和式：對應于s=1的變量組，先取積式，再取這些積式之和

29、。和積式 對于對于s=0s=0的變量組，先取和式，再取這的變量組，先取和式，再取這 些和式之積些和式之積。 解析式化簡 6.6.氣動邏輯系統(tǒng)設計氣動邏輯系統(tǒng)設計 （1 1）非時序邏輯系統(tǒng)設計）非時序邏輯系統(tǒng)設計 非時序邏輯問題的特點是：非時序邏輯問題的特點是： 輸入變量取值是隨機的，沒有時間順序。輸入變量取值是隨機的，沒有時間順序。系統(tǒng)輸出只與輸入變量的組合有關(guān)，與輸入變系統(tǒng)輸出只與輸入變量的組合有關(guān)，與輸入變量取值的先后順序無關(guān)。量取值的先后順序無關(guān)。 設計步驟：設計步驟： 分析問題分析問題列真值表列真值表寫邏輯函數(shù)寫邏輯函數(shù)化簡邏輯函數(shù)化簡邏輯函數(shù)繪制邏輯原理圖繪制邏輯原理圖繪控繪控制回路

30、圖制回路圖 公共汽車門用氣動控制，司機和售票員各有一個氣動開關(guān)控制汽車門，要求：為安全起見，司機和售票員都發(fā)出關(guān)門信號，門才關(guān)；車到站，一人發(fā)出開門信號，門就開。若汽車門用單作用缸驅(qū)動，控制閥用手動二位三通換向閥。試設計該氣控回路。 設：司機和售票員的氣動開關(guān)為a、b，開門信號記為“1”，關(guān)門信號為“0”，門開S 記為“1”。 列真值表 a b sa b s 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 寫邏輯函數(shù)并化簡寫邏輯函數(shù)并化簡 積和式積和式 S = ab+a S = ab+a b+ab = a+bb+ab = a+b繪邏輯原理圖繪邏輯

31、原理圖繪氣動系統(tǒng)原理圖繪氣動系統(tǒng)原理圖absab 非時序邏輯系統(tǒng)設計舉例二非時序邏輯系統(tǒng)設計舉例二某生產(chǎn)自動線上要控制溫度、壓力、濃度三個參數(shù)，任意兩個或兩個以上達到上限，生產(chǎn)過程將發(fā)生事故，此時應自動報警。設計自動報警氣控回路。設：溫度、壓力、濃度為三個輸入的邏輯變量 a、b、c。達到上限記“1”，低于下限記“0”，報警記 s =1，不報警記 s =0。列真值表 a b c s 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 寫邏輯解析式并化簡 S=ab+bc+ac=b（a+c）+ac 畫邏輯原理圖 畫氣動系統(tǒng)原

32、理圖 時序邏輯系統(tǒng)設計時序邏輯系統(tǒng)設計 1. 1.時序邏輯系統(tǒng)概述時序邏輯系統(tǒng)概述 兩個或兩個以上汽缸動作及其信號兩個或兩個以上汽缸動作及其信號1 1）動作程序動作程序: : A A1 1B B1 1A A0 0B B0 0 A A1 1B B1 1C C1 1A A0 0B B0 0C C0 0 A A1 1B B1 1C C0 0A A0 0B B0 0B B1 1B B0 0C C1 1等等2 2）終端信號終端信號: : a a1 1 a a0 0 b b1 1 b b0 0 c c1 1 c c0 0 3 3）執(zhí)行信號執(zhí)行信號: : A A1 1 A A0 0 B B1 1 B B0

33、0 C C1 1 C C0 0 程序動作、相位、信號 2. 2.時序邏輯系統(tǒng)設計步驟時序邏輯系統(tǒng)設計步驟 1 1）判定程序是否標準，如不標準加）判定程序是否標準，如不標準加以修正。以修正。 2 2）作）作x-Dx-D線圖，寫出執(zhí)行信號。線圖，寫出執(zhí)行信號。 3 3）繪制邏輯原理圖。）繪制邏輯原理圖。 4 4）繪制氣動系統(tǒng)原理圖。）繪制氣動系統(tǒng)原理圖。 3.3.標準程序與非標準程序標準程序與非標準程序 1)1)標準程序與非標準程序的判定標準程序與非標準程序的判定 A A1 1 B B1 1 A A0 0 B B0 0 a a0 0 a a1 1 a a1 1 a a0 0 a a0 0 b b0

34、 0 b b0 0 b b1 1 b b1 1 b b0 0 00 10 11 01 00 00 10 11 01 00 沒有重復小項的為標準程序。沒有重復小項的為標準程序。 A A1 1 A A0 0 B B1 1 B B0 0 a a0 0 a a1 1 a a0 0 a a0 0 a a0 0 b b0 0 b b0 0 b b0 0 b b1 1 b b0 0 00 10 00 01 00 00 10 00 01 00 有重復小項的為非標準程序有重復小項的為非標準程序 2）非標準程序的修正 練習：練習： 判斷下列程序是否標準判斷下列程序是否標準 AA1 1B B1 1B B0 0A A

35、0 0 A A1 1B B1 1C C1 1B B0 0A A0 0B B1 1C C1 1B B0 0 A A1 1B B1 1A A0 0B B0 0C C1 1B B1 1C C0 0B B0 0 2 2）. .非標準程序的修正非標準程序的修正 在在A1B1B0A0A1B1B0A0程序中，程序中，a a1 1b b1 1控制控制A A0 0 、B B1 1，產(chǎn)，產(chǎn)生二義性。解決辦法將程序校正，破壞二義性。生二義性。解決辦法將程序校正，破壞二義性。具體辦法是在重復小項中間插入記憶元件，將連具體辦法是在重復小項中間插入記憶元件，將連接重復小項的區(qū)間全部切斷。接重復小項的區(qū)間全部切斷。 插入元

36、件的具體做法：插入元件的具體做法： 插入記憶元件后的程序插入記憶元件后的程序 A A1 1B B1 1X X1 1B B0 0A A0 0X X0 0 可以再校核一下，以證明修正后的程序是標準可以再校核一下，以證明修正后的程序是標準程序。程序。 插入的記憶元件就是一個插入的記憶元件就是一個2 2位位4 4通氣動換向閥。通氣動換向閥。 4.4.x-Dx-D線圖的畫法及障礙信號消除線圖的畫法及障礙信號消除A1B1A0B0氣動原理圖 1) 1)畫動作線（畫動作線（D D線）線） 動作線是指按程序動作從起點到終點的橫線。動作線動作線是指按程序動作從起點到終點的橫線。動作線的起點用的起點用“”表示，動作

37、線的終點是在該動作的結(jié)束處，表示，動作線的終點是在該動作的結(jié)束處，用用“”表示。表示。 2)2)畫信號線（畫信號線（X X線）線） 信號線是指按程序順序其信號從起點到終點的橫線。信號線是指按程序順序其信號從起點到終點的橫線。信號線的起點是在該信號所控制動作的開始處開始，用信號線的起點是在該信號所控制動作的開始處開始，用“”表示，信號線的終點是在產(chǎn)生該控制信號的動作的表示，信號線的終點是在產(chǎn)生該控制信號的動作的對立動作開始處結(jié)束，用對立動作開始處結(jié)束，用“”表示。表示。 3) 3)確定障礙信號 利用利用XDXD線圖確定障礙信號線圖確定障礙信號( (信號線長于動作線部分為信號線長于動作線部分為障礙

38、信號，應予消除。用障礙信號，應予消除。用“邏輯與邏輯與”的辦法消除。的辦法消除。 4)4)確定執(zhí)行信號 按照上述方法將主控信號排除障礙信號后填入X-D線圖“執(zhí)行信號表達式”一欄。另外應考慮程序啟動信號q共同成為第一個動作的執(zhí)行信號。 應該注意的是，標準程序可以直接做XD線圖，并用“邏輯與”排除障礙；非標準程序則必須先進行程序的校核與校正，插入記憶元件后，才可以做XD線圖，并用“邏輯與”排除障礙 5.5.繪制氣動控制系統(tǒng)邏輯原理圖繪制氣動控制系統(tǒng)邏輯原理圖 1 1）氣動邏輯原理圖的基本組成）氣動邏輯原理圖的基本組成邏輯控制回路主要是用邏輯控制回路主要是用“或或”、“與與”、“非非”、“記憶記憶”

39、等邏輯符號來表示。等邏輯符號來表示。 行程發(fā)信裝置主要是行程閥，也包括啟動閥、復位閥等。行程發(fā)信裝置主要是行程閥，也包括啟動閥、復位閥等。在各個控制信號上加上小方框表示各種原始信號而畫在小在各個控制信號上加上小方框表示各種原始信號而畫在小方框上方的符號表示閥的操縱方式方框上方的符號表示閥的操縱方式. . 執(zhí)行元件（如氣缸）的操縱由主控閥的輸出表示。主控閥執(zhí)行元件（如氣缸）的操縱由主控閥的輸出表示。主控閥常采用雙氣控閥，可以用邏輯元件中的記憶符號表示。常采用雙氣控閥，可以用邏輯元件中的記憶符號表示。 把系統(tǒng)中每個執(zhí)行元件的兩種把系統(tǒng)中每個執(zhí)行元件的兩種狀態(tài)與主控閥相連后，自上而狀態(tài)與主控閥相連后

40、，自上而下一個個畫在圖的右側(cè)。下一個個畫在圖的右側(cè)。 把發(fā)信器（如行程閥）大致對把發(fā)信器（如行程閥）大致對應其所控制的執(zhí)行元件，一個應其所控制的執(zhí)行元件，一個個畫在圖的左側(cè)。個畫在圖的左側(cè)。 在圖上要反映出執(zhí)行信號的邏在圖上要反映出執(zhí)行信號的邏輯表達式與邏輯符號之間的關(guān)輯表達式與邏輯符號之間的關(guān)系，并畫出操作必須增加的閥系，并畫出操作必須增加的閥（如啟動閥）。（如啟動閥）。 2）氣動邏輯原理圖的畫法 6.6.繪制氣動控制系統(tǒng)回路原理圖繪制氣動控制系統(tǒng)回路原理圖 氣動控制系統(tǒng)回路原理圖繪制時應注意以下幾點： 1）.要根據(jù)具體情況選用氣閥、邏輯元件來實現(xiàn)。 2）.回路原理圖上行程閥等的供氣及進出口

41、連接位置，應按回路初始靜止位置的狀態(tài)連接。 3）.控制回路的連接一般用虛線表示，對較復雜的氣控系統(tǒng)為防止連線過亂，建議用細實線代替虛線。 4）.“與”、“或”、“非”、“記憶”等邏輯關(guān)系的連接。 5）.繪制回路原理圖時，應在圖上寫明工作程序?qū)Σ僮饕蟮恼f明。 6）.氣控回路繪制時，習慣將系統(tǒng)全部執(zhí)行元件都水平或垂直排列，執(zhí)行元件下面畫出相應的主控閥及控制閥，行程閥直觀地畫在氣缸的活塞桿伸出、縮回對應的位置上。下圖為程序A1 B1 B0 A0 的氣動系統(tǒng)原理圖 氣控機械手模擬人手氣控機械手模擬人手的部分動作，按預先給定的部分動作，按預先給定的程序、軌跡和工藝要求的程序、軌跡和工藝要求實現(xiàn)自動抓取、搬運，完實現(xiàn)自動抓取、搬運，完成工件的上料或卸料。為成工件的上料或卸料。為了完成這些動作，系統(tǒng)共了完成這些動作，系統(tǒng)共有四個氣缸，可在三個坐有四個氣缸，可在三個坐標內(nèi)工作，其結(jié)構(gòu)示意圖標內(nèi)工作，其結(jié)構(gòu)示意圖如左圖。如左圖。第十六章第十六章 典型氣動系統(tǒng)典型氣動系統(tǒng) 1.1.氣控機械手工作原理氣控機械手工作原理 共共4 4個汽缸：個汽缸： A A缸（手腕握緊與松開）缸（手腕握緊與松開） A A1