自动化工程应用实例
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
运动控制系统常用的驱动方式
❖ 液压驱动 ❖ 气压驱动 ❖ 电力驱动 ❖ 总称电气驱动（传动） ❖ 目前，电力驱动优势明显，所占比重
越来越大。但在需要出力大或有防爆 要求的场合，液压和气压驱动仍应用 较多。
5.1液压驱动动的基本原理
❖ 液压驱动以油（水）作为工作介质。 ❖ 液压驱动优于电力驱动的根本之处是它的本
活塞的返回要靠弹簧。 图5-2即为双作用单出杆活塞缸。
5.2 液液驱动的基本元件
控制元件为各种各样的阀 ❖ 溢流阀的作用是在压力过大时让部分油返回油
箱。 ❖ 换向阀只具有开关切换的功能，控制活塞的运
动与运动方向。 ❖ 单向阀防止液压油逆向流动。 ❖ 节流阀可以改变流阻，连续调解流量。
5.3 典型的控制元件 —三位四通换向阀
电磁阀
工步
转换主令
YA1
YA2
YA3
快进 工进 快退 原位停止
SB1
+
-
+
SQ2
+
-
-
SQ3
-
+
-
SQ1
-
-
-
SA
手动
自动
SQ1 KA3 KA3
SQ1
SQ3 SB2
KA3 KA3
SB1
返回18 返回19
返回20 返回21
KA1 KA1
KA2
KA2 SQ2
KA1
YA1 YA3
KA2
KA3
YA2
图5-9 液压动力滑台电气控制电路图
执行部分
液压缸
控制部分
节流阀 电磁铁YA1
单向阀
换向阀
电磁铁YA2
压力表
溢流阀
动力部分
液压泵
油箱
滤油器
图5-6 液压系统的组成 上页
5.5 应用例子-液压动力滑台
组合机床等加工设备的进给运动可以用液压动 力滑台来实现。滑台运动靠液压缸驱动，用电 磁阀控制。
动力滑台的工作循环是：快进→工进→快退→ 原位停止，工作循环过程如图5-7所示。
质安全性，不存在电弧，可在易燃易爆环境 下使用，保证安全。 ❖ 液压技术涉及不可压缩的液体的运动，遵循
图5-1 液压驱动原理 F1/F2=S1/S2
F1
Baidu Nhomakorabea
F2
S1
S2
5.2 液压驱动的基本元件
液压系统中有五种元件 驱动装置：电动机或其它 动力机 泵：增加液体的压力 控制阀：控制液体的流动与流向 执行元件：把液体输入转化为机械输出 负载：运动部件
❖ 此时，从液压泵输出的液压油经三位五
动力滑台原位停止（图5-9自动）
❖ 动力滑台快退到原位时，挡铁压下 SQ1，SQ1动断触点断开，中间继电 器KA3线圈失电，KA3动合触点断开， 电磁铁YA2失电，从液压泵输出的液压 油经三位五通换向阀中间位直接流回 油箱，动力滑台原位停止。
表5-1 电磁阀动作顺序 +得电；-失电
动力滑台工进（图5-9自动）
❖ 此时，液压系统三位五通换向阀左位和 二位二通阀常态（右位）进入系统。从 液压泵输出经三位五通换向阀左位流入 液压缸无杆腔，推动活塞右移，有杆腔 的液压油流出经三位五通换向阀的左位 另侧→节流阀→滤油器→流回油箱。由
动力滑台快退（图5-9自动）
❖ 动力滑台工作进给到达终点时，挡铁压 下SQ3，SQ3动合触点闭合，中间继电 器KA3线圈得电并自锁，KA3动断触点 断开，使电磁铁YA1、YA3同时失电； KA3动合触点闭合，使电磁铁YA2得电。
动力滑台快进（图5-9自动）
❖ 此时从液压泵输出的液压油由三位五通换向阀左 位流入液压缸无杆腔，推动活塞杆快速右移，液 压缸的有杆腔回液经三位五通阀左位另侧、二位 二通电磁阀左位流出进入液压缸的无杆腔，形成 差动连接。活塞杆快速右移，带动动力滑台快速 进给。
动力滑台工进（图5-9自动）
动力滑台快速进给中，挡块压下SQ2，SQ2动 合触点闭合，中间继电器线圈KA2得电动作， 其动断触点断开使电磁铁YA3失电，其动合触 点闭合，使KA2线圈自锁。
左边电磁铁得电，阀芯左移， 油路P → B通，A → T通
AB
A PBT
PT
图5-4
右边电磁铁得电，阀芯右移， 油路P → A通，B → T通
AB
A PBT
PT
图5-5
5.4 液压系统的组成
❖ 和电路图一样，液压系统也用各种符号表示 系统的结构与组成，图5-6表示了一个典型 的液压系统。图中的三位四通阀可以控制液 压缸完成二个方向的运动，如向上/向下、 左向/右向等，能在任意中间位置停留(二个 电磁阀均失电)，节流阀用来调节活塞右移 的速度。在自动化系统中获得了广泛应用。
三位四通换向阀的内部结构 阀体 可滑动的阀芯 四个出入口A、B、P和T 取决于阀芯的位置，这四个出入口形成可反向的
来回二个油路。 该换向阀有三位，由二个电磁铁控制。
二个电磁铁都不通电，阀芯处于中间位置 不动，二路油路都不通。
阀体
阀芯
AB
A PBT
阀芯在电磁铁的作用下可左右滑动
PT
图5-3
液压缸
压力表
电磁铁 复位 弹簧 液压泵
滤油器
图5-2 液压系统的组成
换向阀 溢流阀
油箱
xiaye
5.2 液压驱动的基本元件
一种执行元件是液压缸，液压缸分为： 直线往复式和摆动式二种； 直线往复式又有单作用与双作用；单出杆与双
出杆；活塞式与柱塞式等区别。 单作用指的是液压只能在一个方向上推动活塞，
5.6 电液伺服阀与液压伺服系统
❖ 电液伺服阀与电磁换向阀不同，它能调节液 路的开度。即阀的开度（开口量）与输入信 号成正比，因此输出流量与输入信号成正比， 故也称流量控制型电液伺服阀或线性阀。
电液伺服阀
电液伺服阀的一种是喷嘴挡板式结构。调节喷嘴 与挡板之间的距离，可以调节流量和压力，如图 5-10所示。
图5-10中，挡板的位置在中间时，压力P1=P2， 活塞静止不动；挡板的位置偏左时，压力P1增大 P2减小，活塞向右移动；挡板的位置偏右时，压 力P2增大P1减小，活塞向左移动。
喷嘴
压力油
挡板 喷嘴
图5-7 工作循环过程
SB1 启动
快进
SQ2 工进
SQ3
SQ1 停止
快退
SB1：启动按钮；SQ1、SQ2、SQ3：行程开关
液压缸
滑台
三位五通电磁换向阀
YA1
YA2
单向阀
YA3
§
二位二通电磁换向阀 节流阀
液压泵
滤油器 油箱
图5-8 滑台液压传动系统
滤油器 油箱
动力滑台快进（图5-9自动）
滑台在原位，挡铁压下SQ1，SQ1动合触点闭合。 按下启动按钮SB1，中间继电器KA1得电动作并 自锁，动合触点闭合使三位五通电磁阀电磁铁 YA1、二位二通电磁阀电磁铁YA3同时得电。
❖ 液压驱动 ❖ 气压驱动 ❖ 电力驱动 ❖ 总称电气驱动（传动） ❖ 目前，电力驱动优势明显，所占比重
越来越大。但在需要出力大或有防爆 要求的场合，液压和气压驱动仍应用 较多。
5.1液压驱动动的基本原理
❖ 液压驱动以油（水）作为工作介质。 ❖ 液压驱动优于电力驱动的根本之处是它的本
活塞的返回要靠弹簧。 图5-2即为双作用单出杆活塞缸。
5.2 液液驱动的基本元件
控制元件为各种各样的阀 ❖ 溢流阀的作用是在压力过大时让部分油返回油
箱。 ❖ 换向阀只具有开关切换的功能，控制活塞的运
动与运动方向。 ❖ 单向阀防止液压油逆向流动。 ❖ 节流阀可以改变流阻，连续调解流量。
5.3 典型的控制元件 —三位四通换向阀
电磁阀
工步
转换主令
YA1
YA2
YA3
快进 工进 快退 原位停止
SB1
+
-
+
SQ2
+
-
-
SQ3
-
+
-
SQ1
-
-
-
SA
手动
自动
SQ1 KA3 KA3
SQ1
SQ3 SB2
KA3 KA3
SB1
返回18 返回19
返回20 返回21
KA1 KA1
KA2
KA2 SQ2
KA1
YA1 YA3
KA2
KA3
YA2
图5-9 液压动力滑台电气控制电路图
执行部分
液压缸
控制部分
节流阀 电磁铁YA1
单向阀
换向阀
电磁铁YA2
压力表
溢流阀
动力部分
液压泵
油箱
滤油器
图5-6 液压系统的组成 上页
5.5 应用例子-液压动力滑台
组合机床等加工设备的进给运动可以用液压动 力滑台来实现。滑台运动靠液压缸驱动，用电 磁阀控制。
动力滑台的工作循环是：快进→工进→快退→ 原位停止，工作循环过程如图5-7所示。
质安全性，不存在电弧，可在易燃易爆环境 下使用，保证安全。 ❖ 液压技术涉及不可压缩的液体的运动，遵循
图5-1 液压驱动原理 F1/F2=S1/S2
F1
Baidu Nhomakorabea
F2
S1
S2
5.2 液压驱动的基本元件
液压系统中有五种元件 驱动装置：电动机或其它 动力机 泵：增加液体的压力 控制阀：控制液体的流动与流向 执行元件：把液体输入转化为机械输出 负载：运动部件
❖ 此时，从液压泵输出的液压油经三位五
动力滑台原位停止（图5-9自动）
❖ 动力滑台快退到原位时，挡铁压下 SQ1，SQ1动断触点断开，中间继电 器KA3线圈失电，KA3动合触点断开， 电磁铁YA2失电，从液压泵输出的液压 油经三位五通换向阀中间位直接流回 油箱，动力滑台原位停止。
表5-1 电磁阀动作顺序 +得电；-失电
动力滑台工进（图5-9自动）
❖ 此时，液压系统三位五通换向阀左位和 二位二通阀常态（右位）进入系统。从 液压泵输出经三位五通换向阀左位流入 液压缸无杆腔，推动活塞右移，有杆腔 的液压油流出经三位五通换向阀的左位 另侧→节流阀→滤油器→流回油箱。由
动力滑台快退（图5-9自动）
❖ 动力滑台工作进给到达终点时，挡铁压 下SQ3，SQ3动合触点闭合，中间继电 器KA3线圈得电并自锁，KA3动断触点 断开，使电磁铁YA1、YA3同时失电； KA3动合触点闭合，使电磁铁YA2得电。
动力滑台快进（图5-9自动）
❖ 此时从液压泵输出的液压油由三位五通换向阀左 位流入液压缸无杆腔，推动活塞杆快速右移，液 压缸的有杆腔回液经三位五通阀左位另侧、二位 二通电磁阀左位流出进入液压缸的无杆腔，形成 差动连接。活塞杆快速右移，带动动力滑台快速 进给。
动力滑台工进（图5-9自动）
动力滑台快速进给中，挡块压下SQ2，SQ2动 合触点闭合，中间继电器线圈KA2得电动作， 其动断触点断开使电磁铁YA3失电，其动合触 点闭合，使KA2线圈自锁。
左边电磁铁得电，阀芯左移， 油路P → B通，A → T通
AB
A PBT
PT
图5-4
右边电磁铁得电，阀芯右移， 油路P → A通，B → T通
AB
A PBT
PT
图5-5
5.4 液压系统的组成
❖ 和电路图一样，液压系统也用各种符号表示 系统的结构与组成，图5-6表示了一个典型 的液压系统。图中的三位四通阀可以控制液 压缸完成二个方向的运动，如向上/向下、 左向/右向等，能在任意中间位置停留(二个 电磁阀均失电)，节流阀用来调节活塞右移 的速度。在自动化系统中获得了广泛应用。
三位四通换向阀的内部结构 阀体 可滑动的阀芯 四个出入口A、B、P和T 取决于阀芯的位置，这四个出入口形成可反向的
来回二个油路。 该换向阀有三位，由二个电磁铁控制。
二个电磁铁都不通电，阀芯处于中间位置 不动，二路油路都不通。
阀体
阀芯
AB
A PBT
阀芯在电磁铁的作用下可左右滑动
PT
图5-3
液压缸
压力表
电磁铁 复位 弹簧 液压泵
滤油器
图5-2 液压系统的组成
换向阀 溢流阀
油箱
xiaye
5.2 液压驱动的基本元件
一种执行元件是液压缸，液压缸分为： 直线往复式和摆动式二种； 直线往复式又有单作用与双作用；单出杆与双
出杆；活塞式与柱塞式等区别。 单作用指的是液压只能在一个方向上推动活塞，
5.6 电液伺服阀与液压伺服系统
❖ 电液伺服阀与电磁换向阀不同，它能调节液 路的开度。即阀的开度（开口量）与输入信 号成正比，因此输出流量与输入信号成正比， 故也称流量控制型电液伺服阀或线性阀。
电液伺服阀
电液伺服阀的一种是喷嘴挡板式结构。调节喷嘴 与挡板之间的距离，可以调节流量和压力，如图 5-10所示。
图5-10中，挡板的位置在中间时，压力P1=P2， 活塞静止不动；挡板的位置偏左时，压力P1增大 P2减小，活塞向右移动；挡板的位置偏右时，压 力P2增大P1减小，活塞向左移动。
喷嘴
压力油
挡板 喷嘴
图5-7 工作循环过程
SB1 启动
快进
SQ2 工进
SQ3
SQ1 停止
快退
SB1：启动按钮；SQ1、SQ2、SQ3：行程开关
液压缸
滑台
三位五通电磁换向阀
YA1
YA2
单向阀
YA3
§
二位二通电磁换向阀 节流阀
液压泵
滤油器 油箱
图5-8 滑台液压传动系统
滤油器 油箱
动力滑台快进（图5-9自动）
滑台在原位，挡铁压下SQ1，SQ1动合触点闭合。 按下启动按钮SB1，中间继电器KA1得电动作并 自锁，动合触点闭合使三位五通电磁阀电磁铁 YA1、二位二通电磁阀电磁铁YA3同时得电。