第7章 气动行程程序控制回路设计(课堂PPT)

A2 X3
A3 H3 R3
3.步进控制法气动回路设计方法
1.0
1.1
4
2
5
3
1
A1
A2
2.0
4
2
5
3
1
2.1
A1B1B0A0动作回路图
A3
A4
Y1
H4
P
Z1
R4
L
X1 2
1.1
1
3
X2 2
2.1
1
3
X3 2
2.0
1
3
X4 2
1.0
1
3
2020年4月25日
3
2
1
【习题】自动化磨床 问题描述：通过气缸将工件放入磨床夹具上，加工完毕后由 第二个气缸将工件推出。 按下开始按钮后，无杆缸(A)慢慢伸出并前进到末端位置， 时间t=2秒。当它缩回到末端位置后，第二个气缸(B)被激励 并伸出。单作用气缸(B)通过弹簧复位的换向阀控制。
A
A0
A1
B
B0
B1
v =0
v =0
A0
B0
A1
B1
q
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气动程序控制回路中障碍信号有三种类型：I型障碍信号， II型障碍信号和滞消障碍信号。
A
A0
A1
v =0
B
B0
B1
v =0
A0
B0
A1
B1
q
2020年4月25日
四、串级转换气动行程控制回路设计
1.气缸程序动作的分级
气缸作为执行元件，其伸出和缩回由换向阀控制，为避
A1
A0
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气动夹紧工作装置
1. 工况分析
图示为某夹紧工作装置，初始状 态两个气缸都缩回，其工作过程如下：
1）按下启动按钮，气缸A伸出将物料从料仓推送到加工站。 2）气缸A到位后，另一个气缸B伸出将工件夹紧。 3）对零件进行加工后，气缸B缩回，气缸A缩回，完成一个 工作循环。
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1. 行程程序控制回路的基本组成
A a0
a1
B
b0
b1
A1
A0
B1
B0
(1)用A、B、C等表示气缸，下标“ 1”与“ 0”表示气缸状态。
(2)用带下标1、0的小写字母a、b、c等分别表示行程阀。
2020年4月25日
2.行程程序表示方法 行程程序可用工作程序图来表示气缸按对象的操
作要求所完成的动作顺序。
液压与气动技术
第7章 行程程序控制回路设计
2020年4月25日
机械工程系
第7章 气动行程程序控制回路设计
A0
A1
执行元件在完成某一动作 由行程发信器发出相应信号
A0 A1
输入逻辑控制回路中作出 判断后再发出有关执行信号
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指令执行元件执行下一步动作
一、气动行程程序控制回路的组成与表示
B
A
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（1）串级转换
A
a0
a1
B
b1
60% 55%
0 Z4 0 Z5
1 V2 1 V1
1 V3
2V
a0
0 V3
0 V2
1 S1
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a1 b1
P1 P2 P3
0 Z3
37%
0 Z4
0.00
0 Z5
6.00
1 V2
A
a0
a1
v =0
1 V3
60% 55%
1 V1
a0
0 V2
1 S1
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a1 b1
P1 P2 P3
0 Z3
37%
0 Z4
0.00
0 Z5
0.00
1 V2
A
a0
a1
v =0
1 V3
60% 55%
1 V1
a0
B
b1
v =0
2V
0 V3
0 V2
1 S1
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a1 b1
P1 P2 P3
0 Z3
37%
0 Z4
0.00
B
b1
v =0
2V
0 V3
0 V2
1 S1
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a1 b1
P1 P2 P3
0 Z3
37%
0 Z4
6.00
0 Z5
0.00
1 V2
A
a0
a1
v =0
1 V3
60% 55%
1 V1
a0
B
b1
v =0
2V
0 V3
0 V2
1 S1
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a1 b1
P1 P2 P3
0 Z3
37%
0 Z4
例如有两个气缸A、B，要求其动作顺序为：A缸 进B缸进A缸退B缸退，工作程序图见图示。图
中q为启动信号。
图示的动作信号程序框图可进一步省略成：A1B1A0B0。
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二、气动行程控制回路设计的一般思路
1. 明确动作信号程序
2. 绘制气动回路原理图（练习1）
A
A0
A1
B
B0
B1
B0
B1
免换向阀的两端控制信号同时有压缩空气，分级时必须将其
避开，保证每一气缸只在同一级中出现一次动作。
例如A1B1B0A0，可有如下四种分级：
（1）A1/B1/B0/A0，分为四级
（2）A1B1/B0/A0，分为三级 （3）A1/B1/B0A0，分为三级
满足级数最少原则
（4）A1B1/B0A0，分为二级
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2. 明确动作信号程序
q
qa0 A1 a1
B1 b1
B0 b0
A0 a0
3. 绘制气动回路原理图
A
A0
A1
v =0
B
B0
B1
v =0
A0
B0
A1
B1
q
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三、障碍信号
在大多数具有多个执行元件的气动程序控制回路中，各个
控制信号间都存在一定形式的互相干扰。这些造成干扰的信号
统称为障碍信号，它们会使执行元件动作无法正常完成。
2. 串级转换控制原理
各种级数转换气路如图所示，主要特征是利用二位五通(或 四通)换向阀以阶梯方式顺序连接，而保证在任一时间，只有 一级管路有气源输出，其他级管路都处于排气状态。
Ⅰ Ⅱ
Ⅰ→Ⅱ
Ⅱ→Ⅰ
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二级转换气路
三级转换气路
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ→Ⅱ
Ⅱ→Ⅲ
Ⅲ→Ⅰ
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3. 气动夹紧装置回路设计（练习2）
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1.步进控制原理
切换元件
当前状态 启动口
Yn
气源入口 P Zn L 排气口 Xn 信号输入口 2020年4月25日
An
当前状态输出口
1
2
指示元件
Hn
3
4
下一状态启动口
Rn
复位口
记忆元件
或门元件(梭阀)
2.步进块的组合使用
1
Y1
2
1 P
Z1
L 2
X1
1
3
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A1 X2
A
A0
A1
B
B0
B1
A1
q
B0
1 2
B1
A0
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练习3：A1A0B1B0
A
A0
A1
B
B0
B1
B0
q
A0
1 2
A1
B1
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五、步进控制回路设计
步进控制是工业控制中一种经常使用的程序控制方式。目 前,应用最为广泛的步进控制有气控、电控、电-气控、PLC 编程控制等。德国Festo公司的气动步进模块是一种新型的 气动元件，它简化了传统的气动步进控制模式，为气动步进 控制的推广提供了可能。
6.00
0 Z5
0.00
1 V2
A
a0
a1
v =0
1 V3
60% 55%
1 V1
a0
B
b1
v =0
2V
0 V3 0 V2
P1 P2 P3
0 Z3
1 S1
a1
37%
b1
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0 Z4
0.00
0 Z5
0.00
1 V2
A
a0
a1
v =0
1 V3
60% 55%
1 V1
a0
B
b1
v =0
2V源自文库
0 V3