第十一章气动程序控制系统

1、第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 【例【例1 1】某一气动回路有】某一气动回路有A A、B B两个缸两个缸, ,两缸的动作顺序是：两缸的动作顺序是：A A缸前进之后缸前进之后B B缸再前进缸再前进, ,然后然后A A缸后退缸后退,B,B缸再后退。缸再后退。12345(1)1010气缸A气缸B动作顺序A+B+A-B-的位移-步骤图 A+B+A-B-第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 气缸和主控阀 24531V1AAA24532V1BBB11（1 1）画出）画出A A、B B两个气缸及相应的双气控二位五通换向阀（主控两个气缸及相应的双气控二位五通换向阀（主控阀）阀）第第1

2、3章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 （3） 启动按钮1S1接在A+控制线上,操作启动按钮,A缸前进（A+）,压到行程开关（行程阀）a1,发出信号使B缸前进（B+）,故行程开关（行程阀）a1和B+控制线连接。 （4） 缸前进压到行程开关（行程阀）b1发出信号,目的是使A缸后退（A-）,故行程开关（行程阀）b1和A-控制线连接。 （5） 缸后退压到行程开关（行程阀）a0,发出信号,目的是使B缸后退（B-）,故a0和B-控制线连接。 以上的动作顺序图表示为 1S1 A+a1B+b1A-a0B-第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 （6） 按以上顺序依次画出回路图按以上顺序依次画出回路

3、图, ,以英文字母标出阀的名称以英文字母标出阀的名称, ,并加上气源并加上气源24531A1V11S113b1122312453B2V113a012231a1b1a0ABAB1a1第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 （7 7） 画出全功能图画出全功能图, ,以确定是否有障碍信号以确定是否有障碍信号12345(1)1010气缸A气缸B1S1b1a1a0a1b1a0第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 检查障碍信号时,应注意主控阀1V1和1V2两端控制口是否同时出现信号。由动作顺序可知,A+处信号由启动按钮1S1给出点动信号。A-信号则由b1给出,当b1发出信号时,A+处信号

4、已经消失,故主控阀1V1两边不会同时有控制信号。 同理,主控阀1V2两边也不会同时有信号存在。 由动作顺序可知,本控制回路的信号元件b1、a1、a0用一般滚轮杠杆阀即可,无障碍信号。从全功能图中也可看出,启动按钮1S1和行程阀b1、a1、a0在一个循环内产生的信号是没有重叠的。 完整的单一循环控制回路如图13-39所示,图中阀1S为系统气源开关。 第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 图13-39 单一循环控制回路12453A1V11S11322312453Ba113a02231b11b1ABAB1a02V121S31a1第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 【例13-2】

5、A、 B两个气缸的位移-步骤图如图13-41所示,试设计其气动控制回路图。图13-41 动作顺序A+B+B-A-的位移-步骤图12345(1)1010气缸A气缸B第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 24531V1AAA24532V1BBB11（1 1）画出）画出A A、B B两个气缸及相应的双气控二位五通换向阀（主控两个气缸及相应的双气控二位五通换向阀（主控阀）阀）第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 按照例13-1（1）（6）的步骤,可画出气动控制回路图,如图13-42所示。 由气缸的动作顺序及图13-42可知,行程开关b0的起始位置为通路状态,故主控阀1V1的右端控制

6、口A-在回路未操作之前一直有控制信号存在。 当按下启动按钮1S1发出短信号到左端控制口时,主控阀1V1两端控制口同时有信号,1V1无法换向,b0是障碍信号。 第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 图13-42 使用一般滚轮杠杆阀的气动控制回路12453A1V11S122312453Ba113b12231a1b0b11b0ABAB1a021S3312V11第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 从图从图13-4413-44所示的全功能图也可看出所示的全功能图也可看出,1S1,1S1和和b0b0信号信号重叠重叠,a1,a1和和b1b1信号重叠。信号重叠。 12345(1)1010

7、气缸A气缸B1S1b0a1b1a1b1b0重叠重叠第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 图13-43 采用单向滚轮杠杆阀的控制回路2453A1V11S11322312453Ba113b12231a1b0b11b0ABAB121S312V1a0第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 A+B+C+ABC第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 13.2.4 串级法前述直觉法中的行程开关输出的信号往往由于执行元件（气缸）压住而无法切断,虽然可用单向滚轮杠杆阀或延时阀来消除障碍信号,

8、但是对于较复杂的动作顺序,使用该方法不经济。 下面介绍应用串级法设计气动回路。 串级法（Cascade method）是一种控制回路的隔离法,主要是利用记忆元件作为信号的转接作用,即利用4/2双气控阀或5/2双气控阀以阶梯方式顺序连接,从而保证在任一时间只有一个组输出信号,其余组为排气状态,使主控阀两侧的控制信号不同时出现,如图13-46所示。 第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 图13-46 各级串级转换气路(a) 二级串级转换气路； (b) 三级串级转换气路；(b) (c) 四级串级转换气路 III(a)III(c)III(b)第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 图

9、13-47说明了四级串级回路中输出信号的情形。 仔细观察图13-47中的（a）、(b)、 (c)、 (d) 图,可发现每个图只有一组输出信号,其余组均为排气状态。 采用此种排列,消除障碍信号比较容易,且是建立在回路图的实际操作程序中的,是一种有规则可循的气动回路设计法。 但应注意： 在控制操作开始前,压缩空气通过串级中的所有阀。 另外,当串级中的记忆元件切换时,由该阀自身排放空气,因此,只要有一个阀动作不良,就会出现不良开关转换作用。 在设计回路中,需要多少输出管路和记忆元件,要按动作顺序的分组（级）而定。 如动作顺序分为四组则要输出四条管路,记忆元件的数量则为组数减一。 第第13章章 气动程

10、序控制系统气动程序控制系统 图13-47 四级串级供气原理图(a) x1信号输入； (b) x2信号输入； (c) x3信号输入； (d) x4信号输入I信号输入x1信号输出排气排气排气(a)I信号输出排气排气排气(b)信号输入x2I信号输入x3信号输出排气排气排气(c)I信号输出排气排气排气(d)I信号输入x4x3x2第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 【例13-3】 A、B两气缸的位移-步骤图如图13-41所示,试用串级法设计其气动回路图。设计步骤如下： （1）按气缸动作顺序A+B+B-A-分组,分组的原则是同一组内每个英文字母只能出现一次。 分组的组数即是输出管路数。 分组的

11、组数越少越好,即 A+B+/B-A- （2） 画出两个气缸及各自的主控阀,并标出英文符号,应注意气缸必须在起始位置。 （3） 画出输出管路数及记忆元件,如图13-48所示。 第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 图13-48 基本元件2453AAA2453BBB1153142第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 （4） 控制信号的产生靠活塞杆驱动行程开关,行程开关按照动作顺序依次标示英文字母。 A缸前进压下行程开关a1,输出的信号使B缸前进,故a1接在B+控制线上,而A+属于第一组,a1的供气口应接在第I条输出管路上。 B缸前进压下行程开关b1,输出的信号产生换组动作,即使

12、第I条输出管路改变为第II条输出管路供气,故b1和x2控制线连接, b1的供气口接在第I条输出管路上。 此时第I条输出管路排气,第II条输出管路和气源相通。 第II组的第一个动作为B缸后退,故直接将B-控制线接到第II条输出管路上。第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 B缸后退压下行程开关b0,输出的信号使A缸后退,故b0接在A-控制线上。 而A-属于第二组,故b0的供气口接在第II条输出管路上。 A缸后退压下行程开关a0,输出的信号切换记忆元件使第II条输出管路排气,第I条输出管路供气,故a0应接在x1控制线上,a0的供气口则要接在第II条输出管路上。 将以上控制顺序表示为 I条输

13、出管路 A+ a1 B+ b1 x2II条输出管路 B- b0 a0 x1A第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 （5） 按上述步骤画出气路图,并加入启动按钮1S1,由动作顺序要求知,启动按钮1S1应接在a0和第II条输出管路之间,如图13-49所示。 （6） 如有辅助情况,则在基本顺序完成之后再加入。 第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 2453A1V1a1AA1a0231b02453Bb0b1BB12V113a12 增加一个带记忆的两位五通阀2453132231b1x1x21311S12a0第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 图13-51 位移-步骤图1234567(1)101气缸A气缸B010气缸CA+B+B-A-C+C-第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 设计步骤如下： 将顺序动作分组为A+B+/B-A-C+/C- 动作顺序分为两组,整个回路的控制顺序为 1S1 A+ a1 B+ b1 x2 第II条输出管路 B- b0 A- a0 C+ c1 x1 第I条输出管路上 C-第第13章章 气动程序控制系统气动程序控制系统 图13-52 单一循环气