气动系统设计

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1
2
3
图14-11 制约信号的选择
图14-10 "与门"排除障碍
1.无障碍段 2.障碍段 3.制约信号 起点区域
2. 用中间记忆元件排除I型障碍
如图14-12b所示，—常为双气控二位三通(或二位五通)阀，当x1有气时使K阀有输出，而当 x0有气时K阀无输出。很明显x1与x0不能同时存在，只能一先一后存在，x1或x0可用脉冲阀 得到。选择K阀的原则是(见图14-13)：
图14-2 时间程序控执方框图
信号动作线图法是利用绘制信号动作线图的办法设计出气动控制
回路。此法的设计步骤大致如下：
(一)根据生产自动化的工艺要求，写出工作程序；
(二)绘制信号动作线图；
(三)分析并排除控制障碍；
(四)绘制逻辑原理图和气动回路原理图。
1.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的状态。
线图
排除障碍的实质就是缩短控制信号存在的 时间，使长信号变为短信号
(信号线最长等于它所控制的动作线)。 (1)脉冲信号法 将有障碍的原始信号变成脉冲信号 。
1.采用机械活络挡铁或可通过式行程阀。 （图14-18）
2.采用脉冲阀或脉冲形成回路排除I型障碍。 （图14-19）
前进
返回
）由活烙挡铁发脉冲信号 前进
(1)画方格图(如图14-6)
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(2)画动作状态线(D线)
下面以气动机械手动作为例说明动作线图的画法。 6
如图10-7所示，用横粗实线画出了各执行元件的动
作状态线。画法如下：
7
（0 0）
0
0（ 1）
1
1（ 0）
0
0（ 0）
0
动作状态线的起点是该动作程序的开始处。 动作状态线的终点是该动作状态变化的开始处
1.气控逻辑原理图的绘制
(1)气动逻辑原理图的基本组成及符号 (2) 气动逻辑原理图的画法 （图14-19）
2. 气控回路原理图的绘制
图
回路的启动及停车
1
1 0
1 0
1 0
1
0
图
气动机械手逻辑元理图
2
图14-18 手动及自动操作
1-按钮 行程阀
第二节 气动系统设计的主要内容及设计程序
一、明确工作要求 （一）运动和操作力的要求 （二）工作环境条件 （三）和机、电、液控制相配合的情况 ，以及对气动系统的要求。
(图14-3)。
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
二、气动行程程序回路的设计
第十四章 气动系统设计
第一节 气动行程程序回路的设计方法 第二节 气动系统设计的主要内容及设 计程序
第十四章 气动系统设计
气动系统设计中一个很重要的内容是回路设计。在回路设计中，将着重介绍 行程程序回路的设计方法，通过本章的学习要求我们能熟练地掌握这种方法进行 回路设计。
第一节 气动行程程序回路的设计方法
二、设计气控回路 （一）列出气动执行元件的工作程序图（并用字母表示）。 （二）画信号动作状态线图。 （三）应用逻辑符号按行程程序画出逻辑的原理图。 （四）根据逻辑原理图并参考各种气动基本回路（和常用回路）
长臂伸出
（ ） 气动机械手工作程序图之一
1
11
0
0
0
0
1
0
0
1
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3
4
5
6
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（ ） 气动机械手工作程序图之二
图14-5
程序
1 2 3 4 5 6 7 执行信号
组
1
1 1
0
0
10
表达式
0
1 （0 1）
1
1（ 1）
2
1
1（ 1）
1
（ 0） 3
0
(二)绘制信号-动作状态线图(X-D线图)
4
1.多缸单往夏系统X-D线图的绘
11 02
1
0
1
1
0
0
1
0
）逻辑原理图
）有记忆元件的回路图
图14-12 采用中间记忆元件排障
图14-13 记忆元件的选择
(四)气动回路的简化及对操作要求等的考虑 (1)用弹簧及单向控制阀(或单作用缸)代替双向控制阀(如图10-14b ) (2)用“禁门”回路及差压阀 (如图10-15所示)
原回路
简化后的回路
图14-14 用弹簧复位阀或缸简化回路
信号动作状态
用“禁门”回路
图14-15 用"禁门"回路及差压阀对回路的简化
用差压阀
(3)用阀的合并法（如图14-16所示）
图14-16 用一Biblioteka Baidu二位五通阀代替两个二位三通阀
(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 (六)绘制气控逻辑原理图与气控回路原理图
2. I型障碍信号的排除
组
1
1 （0 1）
1
1（ 1）
2
1
1（ 1）
1
3 （ 0）
0
4 （0 0）
0
5
（0 1）
1
6 （1 0）
0
7
（0 0）
0
1 1
备 （ 0）= 1 1
（0 1）= 0 0
用
1
（1 1）= 1 1
格 （0 0）= 0 1 （0 1）= 1 0
程序
1
1
00
1
0
执行信号表达式
0
图14-7 气动机械手
备
1
用 格
1
（ 0）
11
图14-6 气动机械手
线图的方格图
(3)画信号线(X线) 用横的细实线在图10-
7上画出了程信号线。 信号线的画法如下： 信号线的起点与同一
组中动作状态线的起点 相同。
信号线的终点是和上 一组中产生该信号的动 作线终点相同。
(三)确定并排除障碍信号，
找出执行信号
1.障碍信号的确定
返回
）由可通过式行程阀发脉冲信号
图14-8 单方向发脉冲信号
用脉冲阀的回路
脉 冲 阀
用差压阀的回路
有启动保护的脉冲控制回路
图
脉冲阀与脉冲形成回路
(2)逻辑回路法排除I型障碍
1．由“与门”逻辑元件排除障碍(图14-10)
如图14-11所示，制约信号x的起始点应选在障碍信号 m开始之前及m障碍段之后范围中(图中3区域)。x的终点 应选在障碍信号m的无障碍段中。
(一)列出工作程序 下面举例说明：
例 某专用气动机械手的结构示意图如 图14-4所 示，它由四个气缸所组成， 能在三个坐标内工作。
2
1
图14-4 气动机械手示意图
立柱回转缸
立柱升降缸
齿条
手爪
夹紧缸
长臂伸缩缸
齿轮
其工作程序如图14-5所示。
立柱正转
1 1
1
立柱下降 夹紧工件
立柱升起
立柱反转
长臂缩回
松开工件
一、概述
程序控制(简称程控)是实现自动化广泛采用的一种控制方法。程序控制可分 为行程程序控制和时间程序控制两类。 简单行程程控与时间程控的一般组成方式如图14-1和图14-2所示。
外部输 入信号
逻辑控 制回路
执行元件
时间程序信 号发生器
信号（脉冲） 分配回路
执行元件
行程发信器
图14-1 行程程序控制方框图