1、第7章 氣動行程程序控制回路設計 第第7 7章章 氣動氣動行程程序控制回路設計行程程序控制回路設計 A0A1A0A1執行元件在完成某一動作由行程發信器發出相應信號輸入邏輯控制回路中作出判斷后再發出有關執行信號指令執行元件執行下一步動作 一、氣動行程程序控制回路的組成與表示一、氣動行程程序控制回路的組成與表示 a0a1b0b1A1B1ABA0B0(1)用A、B、C等表示氣缸，下標“ 1”與“ 0”表示氣缸狀態。(2)用帶下標1、0的小寫字母a、b、c等分別表示行程閥。1. 行程程序控制回路的基本組成行程程序控制回路的基本組成 2.行程程序表示方法行程程序表示方法 行程程序可用工作程序圖來表示氣缸

2、按對象的操作要求所完成的動作順序。 例如有兩個氣缸A、B，要求其動作順序為：A A缸缸進進B B缸進缸進A A缸退缸退B B缸退缸退，工作程序圖見圖示。圖中q為啟動信號。 圖示的動作信號程序框圖可進一步省略成：A1B1A0B0。 二二、氣動行程控制回路設計的一般思路氣動行程控制回路設計的一般思路 1. 明確明確動作信號程序動作信號程序 2. 繪制氣動回路原理圖（練習繪制氣動回路原理圖（練習1） A0A1A0A1AB0B1BB0B1氣動夾緊工作裝置氣動夾緊工作裝置 1）按下啟動按鈕，氣缸A伸出將物料從料倉推送到加工站。2）氣缸A到位后，另一個氣缸B伸出將工件夾緊。3）對零件進行加工后，氣缸B縮回

3、，氣缸A縮回，完成一個工作循環。 圖示為某夾緊工作裝置，初始狀態兩個氣缸都縮回，其工作過程如下：1. 工況分析工況分析 2. 明確明確動作信號程序動作信號程序 3. 繪制氣動回路原理圖繪制氣動回路原理圖 A0A1v=0A0A1AB0B1v=0BB0B1q 三、障礙信號三、障礙信號 在大多數具有多個執行元件的氣動程序控制回路中，各個控制信號間都存在一定形式的互相干擾。這些造成干擾的信號統稱為障礙信號障礙信號，它們會使執行元件動作無法正常完成。 A0A1v=0A0A1AB0B1v=0BB0B1qA0A1v=0A0A1AB0B1v=0BB0B1q 氣動程序控制回路中障礙信號有三種類型：I I型障礙信

4、號型障礙信號，IIII型障礙信號型障礙信號和滯消障礙信號滯消障礙信號。 四、串級轉換氣動行程控制回路設計四、串級轉換氣動行程控制回路設計 1.氣缸程序動作的分級氣缸程序動作的分級 氣缸作為執行元件，其伸出和縮回由換向閥控制，為避免換向閥的兩端控制信號同時有壓縮空氣，分級時必須將其避開，保證每一氣缸只在同一級中出現一次動作每一氣缸只在同一級中出現一次動作。 例如A1B1B0A0，可有如下四種分級：（1）A1/B1/B0/A0，分為四級（2）A1B1/B0/A0，分為三級（3）A1/B1/B0A0，分為三級（4）A1B1/B0A0，分為二級滿足級數最少原則滿足級數最少原則滿足級數最少原則滿足級數最

5、少原則 各種級數轉換氣路如圖所示，主要特征是利用二位五通(或四通)換向閥以階梯方式順序連接，而保證在任一時間，只有只有一級管路有氣源輸出，其他級管路都處于排氣狀態一級管路有氣源輸出，其他級管路都處于排氣狀態。 二級轉換氣路二級轉換氣路2. 串級轉換控制原理串級轉換控制原理三級轉換氣路三級轉換氣路3. 氣動夾緊裝置回路設計（練習氣動夾緊裝置回路設計（練習2）A0A1A0A1AB0B1BB0B1q12練習練習3：A1A0B1B0A0A1A0A1AB0B1BB0B1q12 五、步進控制回路設計五、步進控制回路設計 步進控制是工業控制中一種經常使用的程序控制方式。目前,應用最為廣泛的步進控制有氣控、電

6、控、電-氣控、PLC編程控制等。德國Festo公司的氣動步進模塊是一種新型的氣動元件，它簡化了傳統的氣動步進控制模式，為氣動步進控制的推廣提供了可能。 A nH nR nX nLZ nPY n1234信號輸入口 記憶元件 切換元件指示元件 或門元件(梭閥) 下一狀態啟動口復位口 當前狀態輸出口 氣源入口 排氣口 當前狀態啟動口 1.1.步進控制原理步進控制原理 2.2.步進塊的組合使用步進塊的組合使用 A1Y1PZ1LX1A2X2A3H3R3X3213112A1Y1PZ1LX1A3X3A4H4R4X4A2X242513425131.01.12.02.12131.12131.02132.0213

7、2.12133.3.步進控制法氣動回路設計方法步進控制法氣動回路設計方法 A1B1B0A0動作回路圖 【習題習題】自動化磨床自動化磨床問題描述：通過氣缸將工件放入磨床夾具上，加工完畢后由第二個氣缸將工件推出。 按下開始按鈕后，無桿缸(A)慢慢伸出并前進到末端位置，時間t=2秒。當它縮回到末端位置后，第二個氣缸(B)被激勵并伸出。單作用氣缸(B)通過彈簧復位的換向閥控制。ABa0a1b137%60%55%a0b1a1AB1V11V21V30Z40Z52 V0V30V20Z31S1P 1P 2P 3（1 1）串級轉換）串級轉換v=0a0a1b137%6.000.00v=060%55%a0b1a1A

8、B1V11V21V30Z40Z52 V0V30V20Z31S1P 1P 2P 3v=0a0a1b137%0.006.00v=060%55%a0b1a1AB1V11V21V30Z40Z52 V0V30V20Z31S1P 1P 2P 3v=0a0a1b137%0.006.00v=060%55%a0b1a1AB1V11V21V30Z40Z52 V0V30V20Z31S1P 1P 2P 3v=0a0a1b137%0.000.00v=060%55%a0b1a1AB1V11V21V30Z40Z52 V0V30V20Z31S1P 1P 2P 3v=0a0a1b137%0.000.00v=060%55%a0b

9、1a1AB1V11V21V30Z40Z52 V0V30V20Z31S1P 1P 2P 3v=0a0a1b137%6.000.00v=060%55%a0b1a1AB1V11V21V30Z40Z52 V0V30V20Z31S1P 1P 2P 31S11S22S57%2112360%55%425131412213122131S14251314122132132S2131S21 A2 A1V11V21V32 V0V30Z3qa0a1b137%a0b1a1AB（2 2）步進控制）步進控制 六、六、X-DX-D線圖回路設計線圖回路設計 信號動作狀態圖簡稱X-D線圖。它可以把各個控制信號的存在狀態和氣動執行

10、元件的工作狀態較清楚地用圖線表示出來；從圖中還能分析出障礙信號的存在狀態，以及消除信號障礙的各種可能性?，F以A1B1B0A0工作程序為例。 a0a1b0b1A1B1ABA0B0*1.X-D 1.X-D 線圖的繪制線圖的繪制 1）繪制方格圖 2）繪制動作狀態線（D線） 3）繪制信號線 （X線） 2. 2. 障礙信號的判別及消除障礙信號的判別及消除I I型障礙信號型障礙信號（1）脈沖信號消障法 （2）邏輯“與”消障法 邏輯“與”消障法是利用邏輯“與”門的性質，將長信號變成短信號，如圖所示。設 m 為障礙信號，引入的制約信號 x，把 m 和 x 相“與”得到消障后的執行信號 m*，即 m*mx *

11、* （3）中間元件（輔助法）消障 如果在 XD 線圖中無法找到符合條件的制約信號時，可以采用增加一個輔助閥，即中間記憶元件的方法來消障。這里的中間記憶元件，即雙穩元件或單記憶元件。其方法是利用中間記憶元件的輸出信 號作為制約信號，和障礙信號 m 相“與”來消除障礙信號 m 中的障礙段。 用中間記憶元件（輔助閥）法消障時，其消障后執行信號的邏輯函數表達式為 tdmm K m 有障礙的信號； m* 消障后的執行信號； 中間記憶元件（輔助閥）輸出信號； t、d 分別為輔助閥 K 的兩個“通”和“斷”控制信號。 tdmm KtdK*213213mm *tdKKtd213213mtdm * t 和 d

12、的選擇原則是：“通”信號 t 的起點應該位于障礙信號 m 之前或同時，終點位于 m 的無障礙段中；“斷”信號 d 的起點應該位于障礙信號 m 的無障礙段中，終點應位于 t 的起點之前。 *輔助閥控制信號選擇示意圖 最后還需要說明的是：在 XD 線圖中，若信號線與動作線等長，則此信號可稱為瞬時障礙信號，它不加排除也能自動消失障礙。 3.3.繪制氣動邏輯原理圖繪制氣動邏輯原理圖1）把系統中每個執行元件兩種輸出狀態與相應主控閥相連，從上而下依次畫在圖右側。2）把發信裝置，如行程閥、啟動閥等，大致對應其所控制的執行元件逐一畫在圖左側。3）在圖的中間布置反映執行信號相互之間的邏輯關系的邏輯符號，并標注相

13、應的邏輯函數表達式。 修改錯誤點4. 4. 繪制氣動回路原理圖繪制氣動回路原理圖421342132131.02132.12132.02131.121342131.01.12.02.12.1A缸B缸主 控 閥 A主 控 閥 BS B1.0輔 助 閥2.01.1【習題習題】元件的分離元件的分離問題描述：問題描述：圓柱形工件在導軌上將它們兩兩分離后被送至下一個工作站。在初始位置，上部的氣缸(A)縮回，下部的氣缸(B)在伸出位置。 開始信號驅動氣缸(A)前進到位后，氣缸(B)縮回。兩個工件一起送至下一工作站。經過一個可調時間t1=2秒，氣缸(B)伸出,氣缸(A)縮回。 ABa0a1b1b0a0a1b0b1ABa0a1b1b0a0a1b0b1AB