气动程序控制系统_

中南大学——液压与气动技术
2013年5月12日星期日
气动程序控制回路
行程程序控制一般是一个闭环程序控制系统，如图12-26（b）所 示。它是前一个执行元件动作完成并发出信号后，才允许下一个动作 进行的一种自动控制方式。行程程序控制系统包括行程发信装置、执 行元件、程序控制回路和动力源等部分。
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2、气动常用回路
10、行程阀控制的单往复回路
如图12-19所示回路的功能 是当双作用气缸到达行程终点 时自动后退。与图12-18的控制 方式类似，将信号元件1S2改 成滚轮杠杆阀。当按下阀1S1 时，主控阀1V1换向，活塞前 进，当活塞杆压下行程阀1S2 时，产生另一信号使主控阀 1V1复位，活塞后退。但应注 意，如一直按着1S1时，活塞 杆即使伸出碰到1S2，也无法 后退。
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气动程序控制回路
行程程序控制的优点是结构简单，维护容易，动作稳 定，特别是当程序运行中某节拍出现故障时，整个程序动 作就停止而实现自动保护。因此，行程程序控制方式在气 动系统中被广泛采用。 混合程序控制通常是在行程程序控制系统中包含了一 些时间信号，实质上是把时间信号看作行程信号处理的一 种行程程序控制。
各种自动化机械或自动生产线大多是依靠程序控 制来工作的。 那什么是程序控制呢？ 所谓程序控制，就是根据生产过程的要求，使 被控制的执行元件按预先规定的顺序协调动作的一 种自动控制方式。
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气动程序控制回路
根据控制方式的不同，程序控制可分为：

时间程序控制；
8. 9.
10.
11. 12.
13.
14. 15.
单作用气缸间接控制； 双作用气缸间接控制； 行程阀控制的单往复； 压力控制的单往复； 带行程检测的压力控制； 利用延时阀的单往复控制； 带行程检测的时间控制； 从不同地点控制的单往复回路。
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3、气动程序控制回路
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2、气动常用回路
2、双作用气缸的控制 控制双作用气缸的前进、后退可以采用二位四通阀如图12-9（a）或 二位五通阀如图12-9（b）。按下按钮，压缩空气从1口流向4口，同时2 口流向3口排气，活塞杆伸出。放开按钮，阀内弹簧复位，压缩空气由 1口流向2口，同时4口流向3口或5口排放，气缸活塞杆缩回。
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2、气动常用回路
12、带行程检测的压力控制回路
如图12-21所示回路，按下按钮阀1S1，主控阀1V1换向，活塞前进，当活塞杆碰到行 程阀1S2时，如活塞腔气压达到顺序阀的调定压力时，则打开顺序阀1V2，压缩空气经过 顺序阀1V2、行程阀1S2使主阀1V1复位，活塞后退。这种控制回路可以保证活塞到达行 程终点且活塞腔压力达到预定压力值时，活塞才后退。
4、 利用双压阀的控制
如图12-11所示回路是一个利用双压阀的双手操作回路，在该回路 中，需要两个二位三通阀同时动作，才能使单作用气缸前进，实现 “与”门逻辑控制。最常用的双手操作回路还有如图12-12所示的回路， 常用于安全保护回路。
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2、气动常用回路
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2、气动常用回路
11、压力控制的单往复回路
如图12-20所示为压力控制的单往复回路。按下按钮阀1S1，主控阀1V1换 向，活塞前进，当活塞腔气压达到顺序阀的调定压力时，打开顺序阀1V2，使 主阀1V1换向，气缸后退，完成一次循环。但应注意，活塞的后退取决于顺序 阀的调定压力，如活塞在前进途中碰到负荷也会产生后退动作，也即无法保证 活塞一定能够到达端点，此类控制只能用在无重大安全要求的场合。

位移—步骤图；
2、气动常用回路
15、从两个不同地点控制双作用气缸的单往复运动
如图12-24所示回路，无论用手或用脚发出信号，操纵阀1S1、1S2， 均能使主阀1V1切换，活塞前进，活塞杆伸出碰到行程阀1S2后立即后退。
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2、气动常用回路
16、慢速前进、快速后退回路
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工业应用实例分析与设计
设备分析
初始状态分析：
推料气缸——A，处于缩回，为A－ 推料气缸——B，处于缩回，为B－
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气动程序控制回路：运动图
1． 运动图：用来表示执行元件的动作顺序及状态，按 其坐标表示不同可分为：
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2、气动常用回路
6、 双作用气缸的速度控制
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2、气动常用回路
7、增加单作用气缸及双作用气缸的速度
图12-15为增加单作用缸活塞后退的速度回路，当活塞后退时，气缸中的压缩空气经 快速排气阀1V1的3口直接排放，不需经换向阀，减少排气阻力，故活塞可快速后退。 图12-16为增加双作用气缸活塞前进的速度回路，双作用气缸前进时在气缸排气口加一 个快速排气阀1V1减小排气阻力。
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1、气动基本回路
气动系统无论多么复杂，均由一些特定功能的基本回路组成。
在气动系统分析、设计前，先介绍一些气动基本回路和常用回路， 了解回路的功能，熟悉回路的构成和性能，便于气动控制系统的分 析、设计，以组成完善的气动控制。 应该指出，所介绍的回路在实际应用中，不要照搬使用，而应根 据设备工况、工艺条件仔细分析、比较后采用。
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气动基本回路
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气动基本回路
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1、气动基本回路
管路的表示 在气动回路中，元件 和元件之间的配管符号是 有规定的。通常工作管路 用实线表示，控制管路用 虚线表示。而在复杂的气 动回路中，为保持图面清 晰，控制管路也可以用实 线表示。管路尽可能画成 直线避免交叉。如图12-7 为管路表示方法。
4、利用双压阀的控制
最常用的双手操 作回路还有如图12-12 所示的回路 ，常用于 安全保护回路。
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2、气动常用回路
5、单作用气缸的速度控制
如图12-13为利用单向节流 阀控制单作用气缸活塞速度的 回路。单作用气缸前进速度的 控制只能用入口节流方式，如 图12-13（a）所示。单作用气 缸后退速度的控制只能用出口 节流方式，如图12-13（b）。 如果单作用气缸前进及后退速 度都需要控制，则可以同时采 用两个节流阀控制，回路如图 12-13（c）所示。活塞前进时 由节流阀1V1控制速度，活塞 后退时由节流阀1V2控制速度。
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2、气动常用回路
8、单作用气缸的间接控制
对于控制大缸径、大行程的气缸运动时，应使用大流量控制阀作为主控 阀，如图12-17所示，按钮阀1S1仅为信号元件，用来控制主阀1V1切换，因此 是小流量阀。按下按钮时，气缸活塞杆将伸出。一旦松开按钮，气缸活塞杆将 回缩。按钮阀可安装在距气缸较远的位置上。
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2、气动常用回路
9、双作用气缸的间接控制
如图12-18所示，主控阀1V1有记忆功能，称为记忆元件。信号元件1S1和 1S2只要发出脉冲信号，即可使主控阀1V1切换。按下阀1S1，发出信号使主控 阀换向，活塞前进。在阀1S2未按下之前，活塞停在伸出位置。同理，按下阀 1S2，可使活塞后退。
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2、气动常用回路
14、带行程检测的时间控制回路
如图12-23所示回路，按下按钮阀1S1后，主控阀1V1换向，活塞前进，当活塞杆压下 行程阀1S2后，需经过一定时间，主阀1V1才能切换，使活塞返回，完成一次往复循环。
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气动程序控制回路：工业应用实例
问题提出： 工业应用装置中的送料机构： 用A、B两个气缸将工件从料仓 中传递到滑槽。按下按钮，气 缸A伸出，将工件从料仓推出， 等待气缸B将其推入输送滑槽。 工件传递到位后，A缸回缩，接 着B缸回缩。 要求：两个气缸的运动速度可以调 节，同时需要检测伸出或回缩 是否已经到位。
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2、气动常用回路
1、单作用气缸的控制 控制单作用气缸的前进、后退必须采用二位三通阀。如图12-8所 示单作用气缸控制回路，按下按钮，压缩空气从1口流向2口，活塞伸 出，3口遮断，单作用气缸活塞杆伸出。放开按钮，阀内弹簧复位， 缸内压缩空气由2口流向3口排放，1口被遮断，气缸活塞杆在复位弹 簧作用下立即缩回。
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2、气动常用回路
3、利用梭阀的控制
如图12-10所示，回路中的梭阀相当于实现“或”门逻辑功能的阀。在 气动控制系统中，有时需要在不同地点操作单作用缸或实施手动/自动并 用操作回路。
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2、气动常用回路

行程程序控制；
混合程序控制。
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气动程序控制回路
时间程序控制是指各执行元件的动作顺序按时间顺序 进行的一种自动控制方式。时间信号通过控制线路，按一 定的时间间隔分配给相应的执行元件，令其产生有顺序的 动作，它是一种开环的控制系统。图12-26（a）所示为时 间程序控制方框图。
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1、气动基本回路
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1、气动基本回路
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1、气动基本回路
为分清气动元件与气动回路的对应关系，图12-3和图 12-4分别给出全气动系统和电气动系统的控制链中信号流 和元件之间的对应关系，掌握这一点对于分析和设计气动 程序控制系统非常重要。
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1、气动基本回路
1、气动回路的图形表示法 工程上，气动系统回路图是以气动元件图型符号组合而成，故读者应对前 述所有气动元件的功能、符号与特性熟悉和了解。 以气动符号所绘制的回路图可分为定位和不定位两种表示法。定位回路图 以系统中元件实际的安装位置绘制，如图12-1，这种方法使工程技术人员容易 看出阀的安装位置，便于维修保养。 不定位回路图不按元件的实际位置绘制，气动回路图根据信号流动方向， 从下向上绘制，各元件按其功能分类排列，依次顺序为气源系统、信号输入元 件、信号处理元件、控制元件、执行元件，如图12-2 所示。本章主要使用此 种回路表示法。
液压与气动技术 第七单元 气动程序控制系统
2007－1
教学内容

气动基本回路（重点）
气动程序控制回路（难点）

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0.绪论
本章中将讨论气动程序控制系统的分析与设计，也就 是讨论如何按照给定的生产工艺（程序），使各控制阀之 间的信号按一定的规律连接起来，实现执行元件（气缸） 的动作，即程序控制回路的设计。 从控制信号来说，气动程序控制回路有气控回路和电 控回路两种。设计方法以气控回路为例说明，同样也适用 于目前工厂中仍广泛使用的继电器电控回路的设计。
如图12-25所示回路，按下按钮阀1S1后，主控阀1V1换向，活塞前进，速度 由阀1V2控制，当活塞杆碰到行程阀1S2时，活塞后退，快速排气阀1V3可增加 其后退速度。
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气动基本回路
1. 2.
3.
4. 5.
6.
7.
单作用气缸控制； 双作用气缸控制； 利用梭阀的控制； 利用双压阀控制； 单作用气缸速度控制； 双作用气缸速度控制； 增加气缸运动速度；