第7章--氣動行程程序控制回路設(shè)計課件

1、第7章 氣動行程程序控制回路設(shè)計 第第7 7章章 氣動氣動行程程序控制回路設(shè)計行程程序控制回路設(shè)計 A0A1A0A1執(zhí)行元件在完成某一動作由行程發(fā)信器發(fā)出相應(yīng)信號輸入邏輯控制回路中作出判斷后再發(fā)出有關(guān)執(zhí)行信號指令執(zhí)行元件執(zhí)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(biāo)“ 1”與“ 0”表示氣缸狀態(tài)。(2)用帶下標(biāo)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(jìn)進(jìn)B B缸進(jìn)缸進(jìn)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(jìn)一步省略成：A1B1A0B0。 二二、氣動行程控制回路設(shè)計的一般思路氣動行程控制回路設(shè)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(xí)繪制氣動回路原理圖（練習(xí)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(jìn)行加工后，氣缸B縮回

3、，氣缸A縮回，完成一個工作循環(huán)。 圖示為某夾緊工作裝置，初始狀態(tài)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(shù)具有多個執(zhí)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(tǒng)稱為障礙信號障礙信號，它們會使執(zhí)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(zhuǎn)換氣動行程控制回路設(shè)計四、串級轉(zhuǎn)換氣動行程控制回路設(shè)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(zhí)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(xiàn)一次動作每一氣缸只在同一級中出現(xiàn)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(shù)最少原則滿足級數(shù)最少原則滿足級數(shù)最少原則滿足級數(shù)最

5、少原則 各種級數(shù)轉(zhuǎn)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(tài)一級管路有氣源輸出，其他級管路都處于排氣狀態(tài)。 二級轉(zhuǎn)換氣路二級轉(zhuǎn)換氣路2. 串級轉(zhuǎn)換控制原理串級轉(zhuǎn)換控制原理三級轉(zhuǎn)換氣路三級轉(zhuǎn)換氣路3. 氣動夾緊裝置回路設(shè)計（練習(xí)氣動夾緊裝置回路設(shè)計（練習(xí)2）A0A1A0A1AB0B1BB0B1q12練習(xí)練習(xí)3：A1A0B1B0A0A1A0A1AB0B1BB0B1q12 五、步進(jìn)控制回路設(shè)計五、步進(jìn)控制回路設(shè)計 步進(jìn)控制是工業(yè)控制中一種經(jīng)常使用的程序控制方式。目前,應(yīng)用最為廣泛的步進(jìn)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(jìn)模塊是一種新型的氣動元件，它簡化了傳統(tǒng)的氣動步進(jìn)控制模式，為氣動步進(jìn)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(tài)啟動口復(fù)位口 當(dāng)前狀態(tài)輸出口 氣源入口 排氣口 當(dāng)前狀態(tài)啟動口 1.1.步進(jìn)控制原理步進(jìn)控制原理 2.2.步進(jìn)塊的組合使用步進(jìn)塊的組合使用 A1Y1PZ1LX1A2X2A3H3R3X3213112A1Y1PZ1LX1A3X3A4H4R4X4A2X242513425131.01.12.02.12131.12131.02132.0213

7、2.12133.3.步進(jìn)控制法氣動回路設(shè)計方法步進(jìn)控制法氣動回路設(shè)計方法 A1B1B0A0動作回路圖 【習(xí)題習(xí)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(jìn)到末端位置，時間t=2秒。當(dāng)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(fù)位的換向閥控制。ABa0a1b137%60%55%a0b1a1AB1V11V21V30Z40Z52 V0V30V20Z31S1P 1P 2P 3（1 1）串級轉(zhuǎn)換）串級轉(zhuǎn)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(jìn)控制）步進(jìn)控制 六、六、X-DX-D線圖回路設(shè)計線圖回路設(shè)計 信號動作狀態(tài)圖簡稱X-D線圖。它可以把各個控制信號的存在狀態(tài)和氣動執(zhí)行

10、元件的工作狀態(tài)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(tài)，以及消除信號障礙的各種可能性?，F(xiàn)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(tài)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(zhì)，將長信號變成短信號，如圖所示。設(shè) 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(zhí)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(wěn)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(zhí)行信號的邏輯函數(shù)表達(dá)式為 tdmm K m 有障礙的信號； m* 消障后的執(zhí)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(yīng)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(yīng)該位于障礙信號 m 的無障礙段中，終點應(yīng)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(tǒng)中每個執(zhí)行元件兩種輸出狀態(tài)與相應(yīng)主控閥相連，從上而下依次畫在圖右側(cè)。2）把發(fā)信裝置，如行程閥、啟動閥等，大致對應(yīng)其所控制的執(zhí)行元件逐一畫在圖左側(cè)。3）在圖的中間布置反映執(zhí)行信號相互之間的邏輯關(guān)系的邏輯符號，并標(biāo)注相

13、應(yīng)的邏輯函數(shù)表達(dá)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(xí)題習(xí)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(dǎo)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(qū)動氣缸(A)前進(jìn)到位后，氣缸(B)縮回。兩個工件一起送至下一工作站。經(jīng)過一個可調(diào)時間t1=2秒，氣缸(B)伸出,氣缸(A)縮回。 ABa0a1b1b0a0a1b0b1ABa0a1b1b0a0a1b0b1AB