气动系统设计及实例.ppt
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气动系统图实例
气动系统图实例如图13—42所示，识读气液动力滑台气压传动系统图。
气液动力滑台是采用气液阻尼缸作为执行元件。
由于它的上面可安装单轴头、动力箱或工件，因而在机床上常用来作为实现进给运动的部件。
图13—42为气液动力滑台的回路原理图，读图步骤如下。
图中阀l、2、3和阀4、5、6实际上分别被组合在一起，成为两个组合阀。
完成下面两种工作循环。
(1)快进、慢进、快退、停止当图13—42中阀4处于图示状态时，就可实现上述循环的进给程序，其动作原理为：当手动阀3切换至右位时，实际上就是给予进刀信号，在气压作用下，汽缸中活塞开始向下运动，液压缸中活塞下腔的油液经行程阀6的左位和单向阀7进入液压缸活塞的上腔，实现了快进；当快进到活塞杆上的挡铁B切换行程阀6(使它处于右位)后，油液只能经节流阀5进入活塞上腔，调节节流阀的开度，即可调节气液阻尼缸运动速度，所以，这时才阡始慢进，工作进给；当慢进到挡铁c使行程阀2切换至左位时，输出气信号使手动阀3切换至左位，这时汽缸活塞开始向上运动。
液压缸活塞上腔的油液经行程阀8的左位和手动阀4的单向阀进入液压缸的下腔，实现了快退；当快退到挡铁A切换行程阀8至图示位置而使油液通道被切断时，活塞就停止运动。
所以改变挡铁A的位置，就能改变“停”的位置。
(2)快进、慢进、慢退、快退、停止把手动阀4关闭(处于左位)时，就可实现上述的双向进给程序，其动作原理为：动作循环中的快进、慢进的动作原理与上述相同；当慢进至挡铁C切换行程阀2至左位时，输出气信号使手动阀3切换至左位，汽缸活塞开始向上运动，这时液压缸活塞上腔的油液经行程阀8的左位和节流阀5进入液压缸活塞下腔，即实现了慢退(反向进给)；当慢退到挡铁B离开行程阀6的顶杆而使其复位(处于左位)后，液压缸活塞上腔的油液就经行程阀8的左位、再经行程阀6的左位而进入液压缸活塞下腔，开始快退；快退到挡铁A切换行程阀8至图示位置时，油液通路被切断，活塞就停止运动。
气动设计PPT课件
2020年4月15日星期三3时48分28秒
9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
9
【作业6】 请设计一个进气节流调速回路，控制一个双 作用气缸。
➢一般来说，进气节流多用于
垂直安装的气缸支撑腔的供气
1.
进 气
回路。 ➢单作用气缸和气马达等，根
节 流
据使用目的和条件，也采用进
、 排 气
气节流控制。 ➢进气节流限制了供气速度，
③用一个用5/3双电控先导型方向控制阀控制双向气马达。
深圳职业技术学院
责任教师：黄志昌
2020年4月15日星期三3时48分28秒
9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
8
功能回路是控制执行机构的输出力、速度、加速度、运动方 向和位置的回路，包括速度控制回路、力控制回路、转矩控制回 路和位置控制回路等。
深圳职业技术学院
责任教师：黄志昌
2020年4月15日星期三3时48分30秒
9.2 功能回路
9.2.1 速度控制回路
11
【作业6】 请设计一个排气节流调速回路，控制一个双 作用气缸。
1.
进
气
节
流
、
排
气
节
流
回 路
排气节流1
深圳职业技术学院
责任教师：黄志昌
排气节流2
2020年4月15日星期三3时48分31秒
在进气节流时，气缸排气腔 压力很快降至大气压，而进气腔 压力的升高比排气腔压力的降低 缓慢。当进气腔压力产生的合力 大于活塞静摩擦力时，活塞开始 运动。由于动摩擦力小于静摩擦 力，所以活塞运动速度较快，由 此进气腔急剧增大，而由于进气 节流限制了供气速度，使得进气 腔压力降低，从而容易造成气缸 的 “爬行”现象。
气动系统行程程序控制设计ppt课件
完整版PPT课件
21
（1）脉冲信号法
信号a1 和b0 是两个障碍信号。如果将信号a1 和b0 都变 成脉冲信号，即 a1→△a1 ，b0→△b0 ，就变成了无障碍信 号了。
a、机械法 包括活络挡铁或可通过式行程阀（单向滚轮式）使气
缸在一个往复动作中只发出一个短脉冲信号，把存在障碍 的长信号缩短为脉冲信号，用这种方法排除障碍信号结构 简单，但靠它发信的定位精度较低．需要设置固定挡块来 定位，气缸行程较短时不宜采用。以达到消除障碍的目的。
气缸处于原始状态时要求活塞杆缩回；气体控制线用虚 线表示。
完整版PPT课件
13
A1B1A0B0气动控制回路图
完整版PPT课件
14
7.2.4气动顺序控制回路原理图设计步骤
一、编制工作程序 二、绘制X—D线图
1.画方格图 2.画动作（D线） 3.画主令信号线（X线）
三、分析并消除障碍信号
脉冲信号法（延时阀）、辅助阀法（中间记忆元件）、 逻辑回路法
3
7.1.2 行程程序控制回路的设计方法
1.试凑法 利用一些基本回路、常用回路试凑组成控制回路，然后分析是否满足
要求。 2.逻辑设计法
逻辑运算法：应用布尔代数进行简化，但对复杂回路不容易达到最佳 效果 图解法：利用逻辑代数的特性,将复杂的计算用图解的方法表示出来,如 信号—动作状态线图法（简称X—D线图法）、卡诺图法. 快速消障法：在图解法基础上，省去一些过程快速设计. 计算机辅助逻辑综合法：对于复杂的多变量的设计借助计算机设计 采用进步控制回路或程序器：此方法改变回路程序迅速，适应性好， 机动性强，但成本高。 3.分组供气法 在控制回路中增加若干控制元件对行程阀采取分组供气。 如产生障碍 即可切断障碍信号的气源,防止障碍的产生。 X—D线图法直观、简便，是一种常用的设计方法，因此仅介绍此种方 法。
气动系统实例完美版PPT
主轴松刀
主轴定位后压下无触 点开关，使6YA通电，压 缩空气经阀6、阀8进入气 液增压缸B的上腔，缸增 压腔的高压油使活 塞伸出， 实现主轴松刀。
机械手拔刀
同时使8YA通电，压 缩空气经阀9、阀11进入 缸C的上腔，活塞下移实 现机械手拔刀。
主轴锥孔吹气
回转刀库交换刀具 的同时1YA通电，压缩 空气经阀2、阀3向主轴 锥孔吹气。
缸B、C无杆腔，使活塞前进
夹紧工件。同时流过阀3的局
部气体经单向节流阀5进入主
阀3右端控制腔，节流阀控制
数控加工中心气动换刀系统
工作循环： 主轴定位、主轴松
刀、机械手拔刀、主 轴锥孔吹气、机械手 插刀。 工作过程： 主轴定位
压缩空气经气动三 联 件1、换向阀4、单向 节流阀5进入主轴定位 缸A右腔缸A的活塞左
机械手插刀动作
1YA断电、2YA通 电，停止吹气，8YA断 电、 7YA通电，压缩空 气 经阀9、阀10进入缸 C的下腔，活塞上移机 械手插刀。
气动夹紧系统
动作循环：
缸A活塞杆下降；侧缸B、C活 塞前进；各夹紧缸退回
工作过程：
踩下阀1压缩空气进入缸A 回转刀库交换刀具的同时1YA通电，压缩
的位置，气缸活塞后 缸C的上腔，活塞下移实现机械手拔刀。
上腔，活塞下降工件夹紧，当 缩空气经阀6、阀8进入气液增压缸B的上腔，缸增压腔的高压油使活 塞伸出，实现主轴松刀。
气动系统实例
拉门的自动回路之二 按动手动阀后门关闭。
此时踏动踏板，气动阀7 使气动阀2换向，气缸4的 活塞杆缩回门翻开；然后 踏动踏板11时，阀2控制 腔的压缩空气经由气容10 阀9延时排气阀2复位，气 缸4的活塞杆外伸，那么 门关闭。
旋转门的自动开闭回路
气动系统设计
1.变量： 卡诺图中的变量为输入信号。 2.方格： 方格表示信号状态，信号有通断两种状态，即“1”和“0”状态。 3.规则： 自变量是一个，则卡诺图形有两个方格；自变量是两个，则卡诺图 形有四个方格；自变量是三个，则卡诺图形有八个方格，…。
即：
方格数N=2n
其中：n—变量数（行程阀数）
（二）I型障碍信号的排除 I型障碍信号的产生：是因为控制信号线比其所控制的动作线长。 排除I型障碍的基本思想： 就是缩短控制信号存在的时间（即缩短信号线的长度）。 其实质：就是要使障碍段消失或失效。 排除I型障碍的方法：脉冲信号法、逻辑回路法、顺序“与”元件法 等。 1.脉冲信号法排障： 思想：将有障碍的原始信号变成脉冲信号，使其在命令主控阀完成换 向后立即消失。用这种方法可排除所有I型障碍。 方法1：机械法排障 采用机械活络挡块或通过式行程阀。见图7-8。 特点：简单易行，可节省气动元件及管路。但安装行程阀时必须注意： 不可把行程阀装在行程的末端，而应留一段距离，以便挡块或凸 轮能通过。 显然：此法不能用行程阀限制气缸的行程，必须用死挡铁机械限位。 因此，此法仅适用于定位精度要求不高，活塞运动速度不太大的 场合。
3.执行信号：设计时 必须把有障碍信号 的障碍段去掉，使 其变为无障碍信号 再去控制主换向阀， 这种信号叫做执行 信号。 用“*”号表示，见 图。 4.信号状态线构成： 信号线的执行段： “O”，必要部分。 信号线的自由段： “——”，可有可无。 信号线的障碍段： “锯齿线”，必须消 除。 5.I型障碍：这种一个 信号妨碍另一个信 号输入，使程序不 能正常进行的控制 信号，称为I型障碍 信号。
当t有气时K阀有输出，而当d有气时K阀无输出，很明显t与d不能同时 存在，只能一先一后存在。反映在X—D线图上，则二者不能重合， 满足制约关系：t.d=0
即：
方格数N=2n
其中：n—变量数（行程阀数）
（二）I型障碍信号的排除 I型障碍信号的产生：是因为控制信号线比其所控制的动作线长。 排除I型障碍的基本思想： 就是缩短控制信号存在的时间（即缩短信号线的长度）。 其实质：就是要使障碍段消失或失效。 排除I型障碍的方法：脉冲信号法、逻辑回路法、顺序“与”元件法 等。 1.脉冲信号法排障： 思想：将有障碍的原始信号变成脉冲信号，使其在命令主控阀完成换 向后立即消失。用这种方法可排除所有I型障碍。 方法1：机械法排障 采用机械活络挡块或通过式行程阀。见图7-8。 特点：简单易行，可节省气动元件及管路。但安装行程阀时必须注意： 不可把行程阀装在行程的末端，而应留一段距离，以便挡块或凸 轮能通过。 显然：此法不能用行程阀限制气缸的行程，必须用死挡铁机械限位。 因此，此法仅适用于定位精度要求不高，活塞运动速度不太大的 场合。
3.执行信号：设计时 必须把有障碍信号 的障碍段去掉，使 其变为无障碍信号 再去控制主换向阀， 这种信号叫做执行 信号。 用“*”号表示，见 图。 4.信号状态线构成： 信号线的执行段： “O”，必要部分。 信号线的自由段： “——”，可有可无。 信号线的障碍段： “锯齿线”，必须消 除。 5.I型障碍：这种一个 信号妨碍另一个信 号输入，使程序不 能正常进行的控制 信号，称为I型障碍 信号。
当t有气时K阀有输出，而当d有气时K阀无输出，很明显t与d不能同时 存在，只能一先一后存在。反映在X—D线图上，则二者不能重合， 满足制约关系：t.d=0
《气动系统设计》课件
气动系统的设计流程
ห้องสมุดไป่ตู้
1
组件选型
2
根据需求选择适合的气动元件，考虑性
能和经济性。
3
系统控制及维护
4
设计系统的控制策略，保证系统的稳定 性和安全性。
需求分析
了解系统的需求和性能指标，确定设计 目标。
液压管路设计
设计气动管路，包括布局、管径和连接 方式。
气动系统的优化
1 气动系统的节能措施
采用节能型气动元件和控制策略，降低能耗。
《气动系统设计》PPT课 件
欢迎来到《气动系统设计》PPT课件！在这个课程中，我们将探索气动系统的 定义、应用领域以及设计流程。让我们一起开始这个有趣且富有挑战性的学 习之旅吧！
介绍气动系统
气动系统是指利用压缩空气作为能源，通过控制和传递气动压力对各种机械 装置进行动力传递和控制的系统。它广泛应用于工业自动化、航空运输、机 械加工和医疗设备等领域。
2 气动系统的质量控制
通过严格的质量控制，提高气动系统的可靠性和性能。
3 智能化气动系统
引入智能控制技术，提高系统的自动化程度和灵活性。
气动系统的应用案例
工业自动化
气动系统被广泛应用 于自动化生产线和机 械装置，提高生产效 率和质量。
航空运输
气动系统用于飞机的 起落架、刹车系统等， 确保飞行安全。
气动元件的分类及特点
压力控制元件
用于控制气体压力的元件， 如气压调节阀和减压阀。
流量控制元件
用于控制气体流量的元件， 如流量控制阀和流量计。
储气及分配元件
用于储存和分配气流的元件， 如气缸和集气器。
止回和保险元件
用于控制气体流向和保护系统安全的元件，如 止回阀和安全阀。
气动工作原理及回路设计课件
气动系统设计步骤及方法
确定气动系统的工作压力和 流量
选择合适的空气压缩机和干 燥设备
设计气动回路，包括动力元 件、控制元件和执行元件
确定气动元件的规格、型号 和数量
绘制气动系统原理图和布局 图
进行气动系统的调试和优化
气动系统设计实例一
气动系统用于机械手夹持物品的案例
选择合适的空气压缩机和干燥设备，保证气源的稳定和 干燥
06
CATALOGUE
气动技术的发展趋势和未来展望
气动技术的发展趋势
高效节能
随着环保和能源效率要求的提高，气动技术 向高效节能方向发展。
模块化与标准化
通过模块化和标准化设计，降低气动系统的 成本和复杂性。
智能化
利用传感器、控制器和执行器等智能元件， 实现气动系统的智能化控制和优化。
人机交互
加强人机交互功能，提高气动系统的操作便 捷性和安全性。
气动工作原理及 回路设计课 件
• 气动基础知识 • 气动元件及工作原理 • 气动回路设计基础 • 典型气动回路设计实例 • 气动系统设计实例 • 气动技术的发展趋势和未来展望
01
CATALOGUE
气动基础知识
气压传动概述
气压传动是指利用空气压力来 传递动力和信号的传动方式。
气压传动系统主要由气源、气 路控制元件、气动执行元件和 气动辅助元件等组成。
等。
气压传动在自动化生产线、装配 线、物流输送等领域也有广泛应
用。
气压传动还可以用于各种设备的 驱动和控制，如气动门、气动阀、
气动夹具等。
02
CATALOGUE
气动元件及工作原理
气动元件介绍
气动元件是气动系统的核心组成部分，主要包括气源、气 缸、电磁阀、节流阀、气动马达等。
第十五章-气动程序系统设计
1、确定执行元件的类型、安装方式及数目。 2、设计计算各执行元件的运动参数、结构参数。 如运动速度、行程大小、输出力和力矩等
3、计算耗气量。 四、选择控制元件
1、确定控制元件的类型、型号、数量等。 2、确定控制元件的操作方式、通径大小等。 五、选择气动辅助元件
1、选择气动三联件、消声器等类型及型号。 2、确定管径、管长、管接头等形式及型号。 3、验算各种阻力损失，沿程损失和局部损失。 六、根据执行元件的耗气量、确定压缩机的容量
备
用
格
2、画动作状态线
1）动作状态线的起点：动作状态线的起点是该 动作的开始（动作状态线左边的竖线），用符号 “0”画出。
2）动作状态线的终点是该执行元件下一个动作 的开始（该执行元件下一个动作状态线左边的竖 线，即该执行元件下一个动作的起点），用符号 “x”画出。
3）用横向粗实线从左向右连接该执行元件的起点 到终点。
X -D
执行信号
备 用 格
如：执行元件为两个气缸
X-D
执行信号
备 用 格
第三步：在最上边一行从左至右以次填上1、2、3、4等， 并根据动作循环次序，在序号下面填上相应的动作状态。
X-D
1
2
3
4
执行信号
A1 B1 B0 A0
备 用 格
第四步：在X-D下面左边第一列，从上到下依次填上1、2、 3、4等，在 X-D下面左边第二列，根据动作循环次序， 每一行的
（四）气动回路图的绘制 1、根据逻辑原理图画出执行元件、控制阀
2、根据逻辑关系，连接各阀之间的气路。特别要
注意的是哪个行程阀为有源元件（即直接与气源相接），哪个行程间 为无源元件（即不能与气源相连）。其一般规律是无障碍的原始信号为有源 元件，而有障碍的原始信号，若用逻辑回路法排障，则为无源元件；若用辅 助阀排障，则只需使它们与辅助阀、气源串接即可。
3、计算耗气量。 四、选择控制元件
1、确定控制元件的类型、型号、数量等。 2、确定控制元件的操作方式、通径大小等。 五、选择气动辅助元件
1、选择气动三联件、消声器等类型及型号。 2、确定管径、管长、管接头等形式及型号。 3、验算各种阻力损失，沿程损失和局部损失。 六、根据执行元件的耗气量、确定压缩机的容量
备
用
格
2、画动作状态线
1）动作状态线的起点：动作状态线的起点是该 动作的开始（动作状态线左边的竖线），用符号 “0”画出。
2）动作状态线的终点是该执行元件下一个动作 的开始（该执行元件下一个动作状态线左边的竖 线，即该执行元件下一个动作的起点），用符号 “x”画出。
3）用横向粗实线从左向右连接该执行元件的起点 到终点。
X -D
执行信号
备 用 格
如：执行元件为两个气缸
X-D
执行信号
备 用 格
第三步：在最上边一行从左至右以次填上1、2、3、4等， 并根据动作循环次序，在序号下面填上相应的动作状态。
X-D
1
2
3
4
执行信号
A1 B1 B0 A0
备 用 格
第四步：在X-D下面左边第一列，从上到下依次填上1、2、 3、4等，在 X-D下面左边第二列，根据动作循环次序， 每一行的
（四）气动回路图的绘制 1、根据逻辑原理图画出执行元件、控制阀
2、根据逻辑关系，连接各阀之间的气路。特别要
注意的是哪个行程阀为有源元件（即直接与气源相接），哪个行程间 为无源元件（即不能与气源相连）。其一般规律是无障碍的原始信号为有源 元件，而有障碍的原始信号，若用逻辑回路法排障，则为无源元件；若用辅 助阀排障，则只需使它们与辅助阀、气源串接即可。
气动系统设计ppt课件
12
五、选择气动辅件 （一）分水滤气器 其类型主要根据过滤精度要求而定。
（二）油雾器 根据油雾颗径大小和流量来选取。 （三） 消声器 可根据工作场合选用不同形式的消声器，其通径
大小根据通过的流量而定，可查有关手册。 （四） 储气罐 其理论容积可按第五章经验公式计算，具体结构、
尺寸可查《压缩空气站设计手册》。 六、确定管道直径、计算压力损失 七、选择空压机 （一）计算空压机的供气量Qj，以选择空压机的额定排气量 （二）计算空压机的供气压力，以选择空压机的排气压力
2.用带下标的小写字母a1 、a0、b1 、b0 等分别表示与动作A1、A0、B1、B0等相对应 的行程阀及其输出信号。
图
气缸、行程阀符号
3
3.右上角带*号的信号称其为执行信如
、、 、、、......等；而把不带*号的信号叫 做原始信号如 a0、b0……等 A1
2
二、气动行程程序回路的设计
(一)列出工作程序
（ ） 气动机械手工作程序图之一
1
11
0
0
0
0
1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
（ ） 气动机械手工作程序图之二
图 14-5
程序
12 3 45 67执 行 信 号
组
1
1 1
表 达 式
0 0 10 0
1 （ 0 1 ）
1
1 （ 1 ） 21
1 （ 1 ）
1
（ 0 ） 3
0
(二)绘制信号-动作状态线图(X-D线图)
（ 0 0 ） 4
(五)对回路其它要求的设计 1.回路的复位及启动（图14-17） 2.手动及自动操作（图14-18） 3.联锁保护
13气动系统设计及实例
邵陽學院機械與能源工程系
• b．I型障碍的消除 • I型障碍实质是控制信号存在时间长于所控制的 动作状态存在时间，所以常用的消除障碍的方法 就是缩短信号存在的时间，反映在X－D线图上就 是缩短控制信号线的长度，使其短于此信号所控 制的动作线长度，实质上就是使障碍段失效或消 失。 • 常用的消障方法有如下几种 • （1）脉冲信号消障法 脉冲信号法实质是将所 有的障碍信号变为脉冲信号，常用的方法有机械 法和脉冲回路法。
邵陽學院機械與能源工程系
时序逻辑系统 ：执行元件依次完成特定的动 作，而这些动作与输入信号的先后次序有关，既 程序控制。它又分为时间程序控制和行程程序控 制。 时间程序控制是指各执行元件的动作按时间 顺序进行。行程程序控制是指执行元件执行某一 动作后，由行程发信器发出信号，此信号输入逻 辑控制回路，由其作出逻辑运算发出有关执行信 号，指挥执行元件完成下一步动作，此动作完成 后，又发出新的信号，直到完成预定的控制为止。 行程程序控制具有结构简单、维护容易、动作稳 定，出现故障能自动保护的优点，因此在气动系 统中被广泛采用。
邵陽學院機械與能源工程系
• 3.3 形式定律 • 逻辑代数运算中除了上述的基本定律外，还要用到其 他一些运算定律称为形式定律，可以通过这些形式定律 化简逻辑函数。 • 1）吸收律 • A ＋（AB）＝ A • A（A ＋ B）＝ A • 2）展开律 • （A ＋ B）（A 十 B）＝ A • AB ＋ A B＝ A • 3）反映律 • A ＋AB ＝ A ＋ B • A（A十B）＝ AB
在回路设计中规定，用大写字母A、B、C等表示 气缸，用下标“ 1”与“ 0”表示气缸活塞杆的两 种不同状态。如 A1表示气缸 A活塞杆伸出状态， A0表示气缸 A活塞杆的退回状态。控制气缸换向的 主控换向阀也用与其控制的缸所相应的文字符号表 示。 用带下标l、0的小写字母a、b、c等分别表示 相应的气缸活塞杆伸出或退回到终端位置时所碰到 的行程阀。如a1为对应于缸A活塞杆伸出位置的行 程阀和其输出信号，b0为对应于缸B活塞杆返回位 置的行程阀和其输出信号。行程阀发出的信号称为 原始信号。右上角带* 号的信号是主控阀两侧的信 号，即执行信号，如 A0*、A1* 等。
气动逻辑系统设计A 非时序逻辑系统(共9张PPT)
计量准备：手动换向阀14 左位，减压阀1高压气体使计量缸A 外伸，当计量箱上凸 块通过行程阀12 时，阀14 换至右位，缸A 以排气节流阀17 调节的速度下降。，当计 量箱凸块切换阀12 后，阀6 换至图示位置，使止动缸B 缩回。然后把阀14 换至中位。
随着来自传送带的被计量物料落入计量箱，其 质量逐渐增加，由于A 缸主控换向阀4 处于中位， 缸内气体呈现等温压缩过程，即A 缸活塞杆慢慢 缩回。当质量达到设定值时，切换行程阀13，阀 13 发出信号切换阀6，使缸B 外伸，暂停计量物 供给，同时切换阀5至图示位置。缸B 外伸至行程 终点时无杆腔压力升高，顺序阀7 打开，缸A 主 控阀4 和高低压切换阀3 被切换，高压气体使缸A 外伸。当缸A 行至终点，行程阀11 动作，经过由 单向节流阀10 和气容C 组成的延时回路延时后， 切换阀5，其输出信号使阀3、4换向，低压气体 使缸A 以单向节流阀8 调节的速度内缩。单方向 作用的阀12 动作后，发出信号切换阀6，使缸B 内缩，来自传送带上的粒状物料再次落入计量箱 中。
号为“0”，门开S 记为“1”。
▪ 列真值表 a b s
000
011
101 111
第3页，共9页。
▪写逻辑函数并化简：
1 1 1 1 积和式 S = a b+a b+ab = a+b
气动计量装置的动作原理
气动装置在停止工作一段时间后，因泄漏气缸活塞会在计量箱重力的作
用下缩回。
气动计量装置的动作原理
▪ 系统采用了由单向节流阀10 和气容C 组成的延时回路。
第9页，共9页。
第8页，共9页。
▪ 气动系统特点
▪ 计量缸采用行程阀发讯方式控制其顺序动作，而止动缸安装行程阀有
随着来自传送带的被计量物料落入计量箱，其 质量逐渐增加，由于A 缸主控换向阀4 处于中位， 缸内气体呈现等温压缩过程，即A 缸活塞杆慢慢 缩回。当质量达到设定值时，切换行程阀13，阀 13 发出信号切换阀6，使缸B 外伸，暂停计量物 供给，同时切换阀5至图示位置。缸B 外伸至行程 终点时无杆腔压力升高，顺序阀7 打开，缸A 主 控阀4 和高低压切换阀3 被切换，高压气体使缸A 外伸。当缸A 行至终点，行程阀11 动作，经过由 单向节流阀10 和气容C 组成的延时回路延时后， 切换阀5，其输出信号使阀3、4换向，低压气体 使缸A 以单向节流阀8 调节的速度内缩。单方向 作用的阀12 动作后，发出信号切换阀6，使缸B 内缩，来自传送带上的粒状物料再次落入计量箱 中。
号为“0”，门开S 记为“1”。
▪ 列真值表 a b s
000
011
101 111
第3页，共9页。
▪写逻辑函数并化简：
1 1 1 1 积和式 S = a b+a b+ab = a+b
气动计量装置的动作原理
气动装置在停止工作一段时间后，因泄漏气缸活塞会在计量箱重力的作
用下缩回。
气动计量装置的动作原理
▪ 系统采用了由单向节流阀10 和气容C 组成的延时回路。
第9页，共9页。
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▪ 气动系统特点
▪ 计量缸采用行程阀发讯方式控制其顺序动作，而止动缸安装行程阀有
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邵陽學院機械與能源工程系
▪ 写逻辑函数并化简 ：
s =ab c+a b c+a bc+abc = ab+（a+b）c
▪ 画报警回路逻辑原理图和气路图
邵陽學院機械與能源工程系
二、气动时序逻辑系统设计
邵陽學院機械與能源工程系
时序逻辑控制也称“顺序控制”或“程序控 制”。
这里只介绍多缸单往复行程程序控制回路， 它是指在一个工作循环中，所有的执行元件都只 作一次往复运动。多缸单往复行程序控制回路通 常采用行程程序控制方式。即执行元件在完成某 一动作后，由行程发信器发出相应信号，此信号 输入逻辑控制回路中，由其作出判断后再发出有 关执行信号，指令执行元件执行下一步动作，当 动作完成后，又发出新的信号，直到完成预定的 逻辑控制为止。
• A、B － 自变量，即逻辑元件输入。
Hale Waihona Puke • 它的运算规则是A、B中有一个为真（“1”）时，则S 为真（“1”）。
• 其 ＋A恒＝等1式。为：A＋0 ＝A； A＋1 ＝ 1；A＋A ＝ A；A
邵陽學院機械與能源工程系
• 2）逻辑与（乘）运算 • S ＝ A·B • 它的运算规则是仅当A、B均为真（“l”）时，才
为真（1”）。 • 其恒等式为：A·0 ＝ 0；A·1 ＝ A；A·A ＝ A；
A·A＝ 0。 • 3）逻辑非（否）运算 • S＝ A • 它的运算规则是A为假（“0”）时，S为真
（“1”），S和A值总处于对立状态。
邵陽學院機械與能源工程系
3.2 基本定律 基本定律共有三个，即结合律、交换律、分配律．它
邵陽學院機械與能源工程系
多缸单往复行程程序控制回路的的—般设计 步骤如下： 1）根据生产自动化的工艺要求，列出工作程序图； 2）画信号－动作状态图（X－D线图），判别障碍 信号； 3）排除障碍，列出执行信号逻辑表达式； 4）绘制逻辑控制原理图； 5）气动控制回路图。
邵陽學院機械與能源工程系
根据气动系统中执行元件的动作与输入信号 之间的关系，气动控制系统可分为非时序逻辑系 统和时序逻辑系统两类。
非时序逻辑系统：执行元件的动作（系统的输 出）完全取决于该时刻各输入信号的逻辑运算， 而与信号加入的先后次序无关。我们可以通过布 尔代数和卡诺图法来处理系统回路设计问题，设 计出简便而有效的控制回路。
两个以上达到上限，生产过程将发生事故，此时应自动报警。设 计自动报警气控回路。
▪ 设：温度、压力、浓度为三个输入的逻辑变量 a、b、c。达到上
限记“1”，低于下限记“0”，报警记 s =1，不报警记 s =0。
▪ 列真值表 a b c s
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3、布尔代数简介
邵陽學院機械與能源工程系
布尔代数也称为逻辑代数，它用符号和由符号构成 的式子来表示逻辑名词、逻辑判断和逻辑推理。逻辑 代数包括与、或、非三种基本运算的代数。
• 3.1 布尔代数的三种基本逻辑运算及其恒等式
• 1）逻辑或（加）运算
• S＝A＋B
• 式中 S － 因变量也称为逻辑函数。即为逻辑元件输 出。
邵陽學院機械與能源工程系
时序逻辑系统 ：执行元件依次完成特定的动 作，而这些动作与输入信号的先后次序有关，既 程序控制。它又分为时间程序控制和行程程序控 制。
时间程序控制是指各执行元件的动作按时间 顺序进行。行程程序控制是指执行元件执行某一 动作后，由行程发信器发出信号，此信号输入逻 辑控制回路，由其作出逻辑运算发出有关执行信 号，指挥执行元件完成下一步动作，此动作完成 后，又发出新的信号，直到完成预定的控制为止。 行程程序控制具有结构简单、维护容易、动作稳 定，出现故障能自动保护的优点，因此在气动系 统中被广泛采用。
▪ 非时序逻辑系统设计举例一
▪ 公共汽车门用气动控制，司机和售票员各有一个气动开关控制汽
车门，要求：为安全起见，司机和售票员都发出关门信号，门才 关；车到站，一人发出开门信号，门就开。若汽车门用单作用缸 驱动，控制阀用手动二位三通换向阀。试设计该气控回路。
▪ 设：司机和售票员的气动开关为a、b，开门信号记为“1”，关门
他一些运算定律称为形式定律，可以通过这些形式定律 化简逻辑函数。 • 1）吸收律 • A ＋（AB）＝ A • A（A ＋ B）＝ A • 2）展开律 • （A ＋ B）（A 十 B）＝ A
• AB ＋ A B＝ A
• 3）反映律 • A ＋AB ＝ A ＋ B
• A（A十B）＝ AB
邵陽學院機械與能源工程系
邵陽學院機械與能源工程系
一、气动非时序逻辑系统设计
邵陽學院機械與能源工程系
1、非时序逻辑问题的特点是：
输入变量取值是随机的，没有时间顺序。系统输 出只与输入变量的组合有关，与输入变量取值的先 后顺序无关。
2、设计步骤：
分析问题——列真值表——写逻辑函数—— 化简逻辑函数——绘制逻辑原理图——绘控制回路 图
的运算规则与普通代数相同。 l）交换律
A＋B＝B＋A AB ＝ BA 2）结合律 A ＋（B ＋ C）＝（A ＋ B）＋ C
A（BC）＝（AB）C 3）分配律
A（B ＋ C）＝AB ＋ AC （A ＋ B）（C ＋ D）＝ A C ＋ A D ＋ B C ＋ B D
邵陽學院機械與能源工程系
• 3.3 形式定律 • 逻辑代数运算中除了上述的基本定律外，还要用到其
信号为“0”，门开S 记为“1”。
▪ 列真值表 a b s
000
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▪ 写逻辑函数并化简：
积和式 S = a b+a b+ab = a+b
邵陽學院機械與能源工程系
▪ 绘制逻辑原理图 ▪ 绘控制回路图
a
s
b
a
b
非时序逻辑系统设计举例二
邵陽學院機械與能源工程系
▪ 某生产自动线上要控制温度、压力、浓度三个参数，任意两个或
邵陽學院機械與能源工程系
气动系统设计及实例
第十二章
邵陽學院機械與能源工程系
气动逻辑系统设计
常规的气压传动系统的设计方法及步骤 与液压传动系统基本相同。即：
• 1.明确设计要求，进行工况分析； • 2.设计气压系统方案； • 3.初定气压系统的主要参数； • 3.拟定气压系统原理图； • 5.计算和选择气压元件； • 6.绘制工作图和编写技术文件。
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▪ 写逻辑函数并化简 ：
s =ab c+a b c+a bc+abc = ab+（a+b）c
▪ 画报警回路逻辑原理图和气路图
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二、气动时序逻辑系统设计
邵陽學院機械與能源工程系
时序逻辑控制也称“顺序控制”或“程序控 制”。
这里只介绍多缸单往复行程程序控制回路， 它是指在一个工作循环中，所有的执行元件都只 作一次往复运动。多缸单往复行程序控制回路通 常采用行程程序控制方式。即执行元件在完成某 一动作后，由行程发信器发出相应信号，此信号 输入逻辑控制回路中，由其作出判断后再发出有 关执行信号，指令执行元件执行下一步动作，当 动作完成后，又发出新的信号，直到完成预定的 逻辑控制为止。
• A、B － 自变量，即逻辑元件输入。
Hale Waihona Puke • 它的运算规则是A、B中有一个为真（“1”）时，则S 为真（“1”）。
• 其 ＋A恒＝等1式。为：A＋0 ＝A； A＋1 ＝ 1；A＋A ＝ A；A
邵陽學院機械與能源工程系
• 2）逻辑与（乘）运算 • S ＝ A·B • 它的运算规则是仅当A、B均为真（“l”）时，才
为真（1”）。 • 其恒等式为：A·0 ＝ 0；A·1 ＝ A；A·A ＝ A；
A·A＝ 0。 • 3）逻辑非（否）运算 • S＝ A • 它的运算规则是A为假（“0”）时，S为真
（“1”），S和A值总处于对立状态。
邵陽學院機械與能源工程系
3.2 基本定律 基本定律共有三个，即结合律、交换律、分配律．它
邵陽學院機械與能源工程系
多缸单往复行程程序控制回路的的—般设计 步骤如下： 1）根据生产自动化的工艺要求，列出工作程序图； 2）画信号－动作状态图（X－D线图），判别障碍 信号； 3）排除障碍，列出执行信号逻辑表达式； 4）绘制逻辑控制原理图； 5）气动控制回路图。
邵陽學院機械與能源工程系
根据气动系统中执行元件的动作与输入信号 之间的关系，气动控制系统可分为非时序逻辑系 统和时序逻辑系统两类。
非时序逻辑系统：执行元件的动作（系统的输 出）完全取决于该时刻各输入信号的逻辑运算， 而与信号加入的先后次序无关。我们可以通过布 尔代数和卡诺图法来处理系统回路设计问题，设 计出简便而有效的控制回路。
两个以上达到上限，生产过程将发生事故，此时应自动报警。设 计自动报警气控回路。
▪ 设：温度、压力、浓度为三个输入的逻辑变量 a、b、c。达到上
限记“1”，低于下限记“0”，报警记 s =1，不报警记 s =0。
▪ 列真值表 a b c s
000 0
100 0
010 0
001 0
110 1
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3、布尔代数简介
邵陽學院機械與能源工程系
布尔代数也称为逻辑代数，它用符号和由符号构成 的式子来表示逻辑名词、逻辑判断和逻辑推理。逻辑 代数包括与、或、非三种基本运算的代数。
• 3.1 布尔代数的三种基本逻辑运算及其恒等式
• 1）逻辑或（加）运算
• S＝A＋B
• 式中 S － 因变量也称为逻辑函数。即为逻辑元件输 出。
邵陽學院機械與能源工程系
时序逻辑系统 ：执行元件依次完成特定的动 作，而这些动作与输入信号的先后次序有关，既 程序控制。它又分为时间程序控制和行程程序控 制。
时间程序控制是指各执行元件的动作按时间 顺序进行。行程程序控制是指执行元件执行某一 动作后，由行程发信器发出信号，此信号输入逻 辑控制回路，由其作出逻辑运算发出有关执行信 号，指挥执行元件完成下一步动作，此动作完成 后，又发出新的信号，直到完成预定的控制为止。 行程程序控制具有结构简单、维护容易、动作稳 定，出现故障能自动保护的优点，因此在气动系 统中被广泛采用。
▪ 非时序逻辑系统设计举例一
▪ 公共汽车门用气动控制，司机和售票员各有一个气动开关控制汽
车门，要求：为安全起见，司机和售票员都发出关门信号，门才 关；车到站，一人发出开门信号，门就开。若汽车门用单作用缸 驱动，控制阀用手动二位三通换向阀。试设计该气控回路。
▪ 设：司机和售票员的气动开关为a、b，开门信号记为“1”，关门
他一些运算定律称为形式定律，可以通过这些形式定律 化简逻辑函数。 • 1）吸收律 • A ＋（AB）＝ A • A（A ＋ B）＝ A • 2）展开律 • （A ＋ B）（A 十 B）＝ A
• AB ＋ A B＝ A
• 3）反映律 • A ＋AB ＝ A ＋ B
• A（A十B）＝ AB
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一、气动非时序逻辑系统设计
邵陽學院機械與能源工程系
1、非时序逻辑问题的特点是：
输入变量取值是随机的，没有时间顺序。系统输 出只与输入变量的组合有关，与输入变量取值的先 后顺序无关。
2、设计步骤：
分析问题——列真值表——写逻辑函数—— 化简逻辑函数——绘制逻辑原理图——绘控制回路 图
的运算规则与普通代数相同。 l）交换律
A＋B＝B＋A AB ＝ BA 2）结合律 A ＋（B ＋ C）＝（A ＋ B）＋ C
A（BC）＝（AB）C 3）分配律
A（B ＋ C）＝AB ＋ AC （A ＋ B）（C ＋ D）＝ A C ＋ A D ＋ B C ＋ B D
邵陽學院機械與能源工程系
• 3.3 形式定律 • 逻辑代数运算中除了上述的基本定律外，还要用到其
信号为“0”，门开S 记为“1”。
▪ 列真值表 a b s
000
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101
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▪ 写逻辑函数并化简：
积和式 S = a b+a b+ab = a+b
邵陽學院機械與能源工程系
▪ 绘制逻辑原理图 ▪ 绘控制回路图
a
s
b
a
b
非时序逻辑系统设计举例二
邵陽學院機械與能源工程系
▪ 某生产自动线上要控制温度、压力、浓度三个参数，任意两个或
邵陽學院機械與能源工程系
气动系统设计及实例
第十二章
邵陽學院機械與能源工程系
气动逻辑系统设计
常规的气压传动系统的设计方法及步骤 与液压传动系统基本相同。即：
• 1.明确设计要求，进行工况分析； • 2.设计气压系统方案； • 3.初定气压系统的主要参数； • 3.拟定气压系统原理图； • 5.计算和选择气压元件； • 6.绘制工作图和编写技术文件。