气动行程程序控制系统图共36页文档

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两位三通单气控
1个
堵头、气管若干
要求：气缸在伸出与缩回状态都能长时间自保持，无须用手长按。
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答案3
两位三通阀除用来控制单作用气缸外，也常用作选择阀和分配阀使用。
对于封闭的气动回路进行高低压转换时，如从高压转换成低压，则必须排 出多余的压缩空气。此时需要用溢流阀和减压阀组合来实现。
答案8
实用气路设计 1、设计一个检验试台（如检测电磁阀），装置如图所示 2.）当按下3进气变为高压。试设计以下气路。
K1
K2
K3
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实用气路设计 2、设计一个检验试台（如检测调压阀），装置如图所示
动作原理：当开启手动阀，A、B缸，进气处同时动作把检测物夹紧并通气， 在测试过程中可通过脚踏阀进行断排气。
向电信号可为脉冲信号， 杆伸出。右侧电磁铁通电
因此电磁铁发热少，并 时，活塞杆缩回。左右侧
具有断电保持功能
电磁铁同时断电时，活塞 可停止在任意位置，但定
位精度不高
当电磁阀处于中间位置时 活塞杆处于自由状态，可 由其他机构驱动
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双作用气缸控制回路
气缸活塞杆伸出或缩回两个方向的运动都靠压缩空气驱动，通常选用两位五通阀来控制。
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答案9
实用气路设计 3、设计一个开门机构 动作原理：现有一粮仓，共有两种车分大车和小车来搬粮食，要求当小车来的时候门只开一半，大 车来的时候门全开。由于设备相对简陋，需人员在现场操作。 要求：
1、选择合适类型的气缸 2、选择合适类型的阀并设计该回路
3、开门动作要求速度缓慢且平稳
b、利用气缸结构的位置控制 使用多位气缸，可实现多点位置控制，其基本构成如图所示。气缸A、B、C的行程各不相同。当三 通换向阀1通电时，气缸A的活塞杆推动活塞B、C伸出，到达气缸A的行程终点。当三通电磁阀2通 电时，活塞A保持不动，活塞C向右移动。

第13章 气动程序控制系统 章 ④ 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。 ⑤ 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条输出管路 A+ a1 B+ b1 x2
气气A
0 1
气气B
0 1
气气C
0
图13-51 位移-步骤图
第13章 气动程序控制系统 章 设计步骤如下： 将顺序动作分组为 A+B+/B-A-C+/CⅠ Ⅱ Ⅰ
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13章 气动程序控制系统 章 【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。 分组的组数越少越好,即 A+B+/B-AⅠ Ⅱ （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。
a0 A a1 B b0 b1
1V1 4 A＋ 5
2 A－ 3 1 b0 2 a1 1 3 2 1
2V1 B＋
4 5
2 B－ 3 1

§7-5
障碍信号的判别及消除
一、X—D线图判别障碍 线图判别障碍
1、控制信号线比它所控制的动作状态线短 、 →无障碍； 无障碍； 无障碍 2、控制信号线比它所控制的动作状态线 、 有障碍； 长→有障碍； 有障碍 3、控制信号线与它所控制的动作状态线基 、 本等长，仅多出一出头部分→滞消障碍 滞消障碍(自 本等长，仅多出一出头部分 滞消障碍 自 行消失，无需消除) 行消失，无需消除
二、串联回路——逻辑与 串联回路 逻辑与
LX1 1 LX2 2 J2 J1
LX3 3 J1 4 J4 5 图7-3 串联电路图 DFQ J2 J3
J3
J4
三、并联回路——逻辑或 并联回路 逻辑或
LX 1 1 LX 2 2 J2 5 J1 4
LX 3 3
J3 6
J1 4 J2 5
J4 7
J3 6
J4 7
LX2 J2 4,6 后退
DFQ1
J2 6
DFQ2
(a) 图7-9 气动缸往复运动回路及其操作电路
(b)
AN1 1 J1 2 AN2 3 J2 4 J1 5
LX1
J2
J1 2,5,3 前进
LX2
J1
J2 4,6,1 后退
DFQ1
J2 6
DFQ2
图7-10 先入优先电路
§7-3 障 碍 信 号
一、障碍信号的定义
m n
n
A
n是m的障碍信号
A1 A0 m
m n
A m是n的障碍信号 A1 A0 I型障碍 II型障碍
1、滞消障碍：障碍信号比控制信号出现时多存在一瞬间便 、滞消障碍：
自行消失(不需要排除，靠其自行消失 。 自行消失 不需要排除，靠其自行消失)。 不需要排除

m*＝m·x
制约信号x的起点应该位于障碍信号m开始之前， 且制约信号x的终点应选在障碍信号m的无障碍段中。

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第7章 行程程序控制系统
制约信号x的选择原则：尽量选用系统中的其他原 始信号作为制约信号x，这样可以避免增加气动元件； 选择其他原始信号的“非”信号；其他主控阀的输出 信号；用中间记忆元件（辅助阀）输出信号。
随着自动化设备的功能和工序越来越复杂，各工序之间 需要按一定的时间紧密巧妙地配合，要求各工序时间可在一 定时间内调节，这需要利用延时电路来加以实现。延时控制 分为两种，即延时闭合和延时断开。
如图为延时闭合电路，当按下开关PB后，延时继电器 T开始计时，经过设定的时间后，时间继电器触点闭合，电 灯点亮。放开PB后，继电器T立即断开，电灯熄灭。图1311b为延时断开电路，当按下开关PB后，时间继电器T的触点 也同时接通，电灯点亮，当放开PB后，延时断开继电器开始 计时，到规定时间后，时间继电器触点T才断开，电灯熄灭。
第7章 行程程序控制系统
位置发信装置:是一种发出位置(行程)信号的传感器(转换 器)，通常是行程阀、喷嘴—挡板机构、行程开关等。此 外还有液位、压力、温度等的传感器也可作为位置发信 装置。 执行元件:和它联动的机构称为执行机构，常用的执行元 件有气缸(包括气—液缸)、气动马达、气动阀等。 逻辑控制回路:由气动方向阀或气动逻辑元件根据程序要 求的逻辑表达式组成。 动力源:由产生压缩空气的压缩机、分水滤气器、干燥器、 储气罐、调压阀、油雾器等组成。
图7—2为控制继电器的工作原理图，它是由按钮开关 (限位开关)、电磁铁线圈、触点、
接线柱等组成，通过按钮或限位开关使电磁铁线圈通电 励磁，吸合触点，使被控制的主回路闭合通电。这就是继电 器的工作原理和工作机能。

1．是门电路（YES）
是门电路是一种简单的通断电 路，能实现是门逻辑电路。图13-6 为是门电路，按下按钮PB，电路1 导通，继电器线圈K励磁，其常开 触点闭合，电路2导通，指示灯亮。 若放开按钮，则指示灯熄灭。
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3、基本电气回路
2．或门电路（OR）
如 图 13-7 所 示 的 或 门 电 路 也 称 为并联电路。只要按下三个手动 按钮中的任何一个开关使其闭合， 就能使继电器线圈K通电。例如要 求在一条自动生产线上的多个操 作点可以进行作业。或门电路的 逻辑方程为S=a+b+c。
（１） 时间继电器（Timer）
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2、电气回路图绘图原则
电气回路图通常以一种层次分明 的梯形法表示，也称梯形图。它是 利用电气元件符号进行顺序控制系 统设计的最常用的一种方法。梯形 图表示法可分为水平梯形回路图及 垂直梯形回路图两种。
如图13-5所示为水平型电路图， 图形上下两平行线代表控制回路图 的电源线，称为母线。
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3、基本电气回路
3．与门电路（AND）
如图13-8所示的与门电路也称为串 联电路。只有将按钮a、b、c同时按下， 则电流通过继电器线圈K。例如一台设 备为防止误操作，保证安全生产，安装 了两个启动按钮，只有操作者将两个气 动按钮同时按下时，设备才能开始运行。 与门电路的逻辑方程为S=a.b.c
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1、常用电气元件基本符号
电气控制回路主要由按钮开关、行程开关、继 电器及其触点、电磁铁线圈等组成。通过按钮或行 程开关使电磁铁通电或断电，控制触点接通或断开 被控制的主回路，这种回路也称为继电器控制回路。 电路中的触点有常开触点和常闭触点。

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五、选择气动辅件 （一）分水滤气器 其类型主要根据过滤精度要求而定。
（二）油雾器 根据油雾颗径大小和流量来选取。 （三） 消声器 可根据工作场合选用不同形式的消声器，其通径
大小根据通过的流量而定，可查有关手册。 （四） 储气罐 其理论容积可按第五章经验公式计算，具体结构、
尺寸可查《压缩空气站设计手册》。 六、确定管道直径、计算压力损失 七、选择空压机 （一）计算空压机的供气量Qj，以选择空压机的额定排气量 （二）计算空压机的供气压力，以选择空压机的排气压力
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
2
二、气动行程程序回路的设计
(一)列出工作程序
（ ） 气动机械手工作程序图之一
1
11
0
0
0
0
1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
（ ） 气动机械手工作程序图之二
图 14-5
程序
12 3 45 67执 行 信 号
组
1
1 1
表 达 式
0 0 10 0
1 （ 0 1 ）
1
1 （ 1 ） 21
1 （ 1 ）
1
（ 0 ） 3
0
(二)绘制信号-动作状态线图(X-D线图)
（ 0 0 ） 4
(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

阀门的基本功能是，为达到检测、信号处理和控制的 目的而改变、产生和消除信号。另外，阀门也可作为驱动 阀，供给执行机构所需的压旋钮开关）控制双作用气缸的伸出和回缩 ，使物体从传送带1到传送带2； ② 气缸伸出时间t=3s，回缩时间t=2.5s； ③ 压力表指示气缸活塞两端的压力； ④ 双作用气缸的初始位置在尾端（即必须在回缩到位）。
三．常见的逻辑阀
1．单向控制阀（单向阀）：自行车打气，气门心就是单向阀。 2．或阀（梭阀） (1) 工作原理 (2) 图形符号（中间称之为“死点”）
(3) 应用：逻辑回路和程序控制回路中被广泛应用。 3．与阀（双压阀） (1) 工作原理 (2) 图形符号
三．常见的逻辑阀
4．延时阀 (1) 作用：使阀芯换向延时
振动料桶设计
振动料桶设计
分析回路
气缸从伸出到位的位置回缩，离开 1.9后，1.1中的 12口没有控制气体，但是 由于，双气控换向阀具有记忆功能，所以 气缸继续回缩；
回缩到1.7，继续气缸继续回缩
出动到1.2时，14口有气体，1.1换到左位
气缸伸出，在1.2-1.7之间往复运动
当延时阀延时一段时间t=10秒后，气缸停止运 动，最终停止在伸出到位的位置。
箱体夹紧机
热片焊接机
两个双作用气缸一起装在电加热 的闸板上,推压闸板将二块热塑板片 焊接在一起。板片的厚度范围是 1.5mm至4mm，接缝长度可以任意。 两气缸的活塞压力用压力调节阀限制 为p=400KPa=4bar。 按下间接启动按钮开关,两气缸在排 气节流下平行前向运功。为了便于调 节,在气缸和节流止回阀之间接了压 力表。气缸的两端位置都安有行程开 关，压下时间t=1.5s后,闸板返回初始 位置。用另一个按钮开关也可使气缸 立即回程。两缸动作顺序

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3.画主令信号线（X线） 用细实线画出主令信号线
起点与所控制的动作线起点相同，用符号“○”表示 信号线的终点和上一组中产生该信号的动作线终点相 同,用符号“╳”表示。
若终点和起点重合，用符号“ ”表示。
符号“ ”表示该信号的起点与终点重合， 称该信号 为脉冲信号，脉冲信号的宽度相当于行程阀发出信号、 气控阀换向、气缸启动和信号传递时间的总和。
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（四) 、气动回路原理图 自动程序需用一个启动阀、四个行程阀和两个双
输出记忆元件（两位四通阀）。一个与门可由元件串 联来实现，由此可绘出的气动回路图。
在具体画气动回路原理图时，特别要注意的是： 哪个行程阀为有源元件（即直接与气源相接），哪个 行程阀为无源元件（即不能与气源相接）。(其一般规 律是：无障碍的原始信号为有源元件)。
用粗实线画出各个气缸的动作区间，它以行列中大 写字母相同、下标也相同的列行交叉方格左端的格线 为起点，直画到字母但下标相反的方格。 3.画主令信号线（X线）
用细实线画出主令信号线，起点与所控制的动作线 起点相同，用符号“○”表示，终点在该信号同名动 作线的终点，用符号“╳”表示。若终点和起点重合， 用符号“ ”表示。
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X-D线完整图版PPT课件
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（三）、分析并消除障碍信号 1.判别障碍信号 2.消除障碍信号
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1.判别障碍信号
所谓障碍信号是指在同一时刻，阀的两个控制侧同时存在控制信号， 妨碍阀按预定行程换向
用X—D图确定障碍信号的方法是：检查每组中是否存在有信号线比 其所控制的动作线长的情况，如存在这种情况，说明动作状态要 改变，而其控制信号不允许其改变（障碍动作状态的改变），这 种障碍其动作状态改变的信号就称之为障碍信号。信号线比其所 控制的动作线长的那部分线段叫障碍段，即图中用“﹏﹏﹏”表示 的线段。

听诊器法
通过听气动行程程序控制系统运行时的声音 ，判断是否存在异常。
触摸法
通过触摸气动行程程序控制系统的表面，判 断温度、振动等是否存在异常。
故障码法
通过读取气动行程程序控制系统的故障码， 快速定位除措施
气动执行器不动作
检查供气是否正常，气路是否畅通，气源压力是否达到要求。
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气动行程程序控制系统的设计
气动行程程序控制系统的设计流程
确定控制方案
根据设计要求，确定控制系统 的整体架构和关键技术方案。
设计控制系统回路
根据控制方案，设计气动控制 回路，包括输入、输出和反馈 回路。
明确设计要求
明确控制系统的功能和性能要 求，了解控制系统的各种约束 条件。
选择合适的元件
选择合适的电磁阀、气缸、传 感器等气动元件，确保其性能 和质量满足控制系统要求。
气动执行器动作缓慢
检查气路是否被堵塞，气源压力是否正常，气缸是否有漏气现象。
气动执行器精度不高
检查气缸是否磨损严重，气缸内是否存在异物，位置传感器是否安装正确。
气动执行器运行不稳定
检查气源质量是否稳定，空气过滤器是否堵塞，管道是否存在振动现象。
气动行程程序控制系统故障预防措施
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定期检查供气系统
定期检查供气系统是否正常，包括 供气管道、阀门、压力表等部件。
计数回路
对气动执行元件的动作次数进 行计数，实现特定的逻辑功能
。
气动行程程序控制系统的基本功能
位置控制
通过控制阀和气动执行元件实现机械机构的 位置精确控制。
速度控制
通过控制阀和气动执行元件实现机械机构的 速度平稳控制。
力控制
通过控制阀和气动执行元件实现机械机构的 力度稳定控制。