第7章-氣動行程程序控制回路設計課件

機械工程系液壓與氣動技術第7章行程程序控制回路設計機械工程系液壓與氣動技術第7章行程程序控制回路設計

第7章氣動行程程序控制回路設計

液壓與氣動技術執(zhí)行元件在完成某一動作由行程發(fā)信器發(fā)出相應信號輸入邏輯控制回路中作出判斷后再發(fā)出有關執(zhí)行信號指令執(zhí)行元件執(zhí)行下一步動作第7章氣動行程程序控制回路設計液壓液壓與氣動技術

一、氣動行程程序控制回路的組成與表示

(1)用A、B、C等表示氣缸，下標“1”與“0”表示氣缸狀態(tài)。(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

液壓與氣動技術一、氣動行程程序控制回路的組成與表液壓與氣動技術2.行程程序表示方法

行程程序可用工作程序圖來表示氣缸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缸進B缸進A缸退B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。液壓與氣動技術2.行程程序表示方法行程程序可用工作程液壓與氣動技術

二、氣動行程控制回路設計的一般思路

1.明確動作信號程序2.

繪制氣動回路原理圖（練習1）

液壓與氣動技術二、氣動行程控制回路設計的一般思路液壓與氣動技術氣動夾緊工作裝置

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，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

液壓與氣動技術氣動夾緊工作裝置1）按下啟動按鈕，液壓與氣動技術2.明確動作信號程序3.

繪制氣動回路原理圖

液壓與氣動技術2.明確動作信號程序3.繪制氣動回路原理液壓與氣動技術

三、障礙信號

在大多數具有多個執(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，它們會使執(zhí)行元件動作無法正常完成。液壓與氣動技術三、障礙信號在大液壓與氣動技術

氣動程序控制回路中障礙信號有三種類型：I型障礙信號，II型障礙信號和滯消障礙信號。液壓與氣動技術氣動程序控制回路中障礙信號有三種類型：I液壓與氣動技術

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液壓與氣動技術四、串級轉換氣動行程控制回路設計液壓與氣動技術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)。二級轉換氣路2.

串級轉換控制原理液壓與氣動技術各種級數轉換氣路如圖所示，主要特征是利用液壓與氣動技術三級轉換氣路液壓與氣動技術三級轉換氣路液壓與氣動技術3.

氣動夾緊裝置回路設計（練習2）液壓與氣動技術3.氣動夾緊裝置回路設計（練習2）液壓與氣動技術練習3：A1A0B1B0液壓與氣動技術練習3：A1A0B1B0

五、步進控制回路設計

液壓與氣動技術步進控制是工業(yè)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(tǒng)的氣動步進控制模式，為氣動步進控制的推廣提供了可能。五、步進控制回路設計液壓與氣動技術信號輸入口液壓與氣動技術記憶元件切換元件指示元件或門元件(梭閥)下一狀態(tài)啟動口復位口當前狀態(tài)輸出口氣源入口排氣口當前狀態(tài)啟動口1.步進控制原理

信號輸入口液壓與氣動技術記憶元件切換元件指示元件或門元液壓與氣動技術2.步進塊的組合使用

液壓與氣動技術2.步進塊的組合使用液壓與氣動技術3.步進控制法氣動回路設計方法

A1B1B0A0動作回路圖液壓與氣動技術3.步進控制法氣動回路設計方法A1B1B0A液壓與氣動技術【習題】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。AB液壓與氣動技術【習題】自動化磨床問題描述：通過氣缸將工件放入液壓與氣動技術（1）串級轉換液壓與氣動技術（1）串級轉換液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術（2）步進控制液壓與氣動技術（2）步進控制液壓與氣動技術

六、X-D線圖回路設計

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以A1B1B0A0工作程序為例。液壓與氣動技術六、X-D線圖回路設計液壓與氣動技術1.X-D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）液壓與氣動技術1.X-D線圖的繪制1）繪制方格圖2）繪液壓與氣動技術2.障礙信號的判別及消除I型障礙信號（1）脈沖信號消障法液壓與氣動技術2.障礙信號的判別及消除I型障礙信號（1）脈液壓與氣動技術（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(zhí)行信號m*，即m*＝m·x液壓與氣動技術（2）邏輯“與”消障法邏輯“與”液壓與氣動技術（3）中間元件（輔助法）消障如果在X－D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)行信號的邏輯函數表達式為液壓與氣動技術（3）中間元件（輔助法）消障如果液壓與氣動技術

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。液壓與氣動技術m—有障礙的信號；液壓與氣動技術

t和d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X－D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。液壓與氣動技術t和d的選擇原則是：“通”信液壓與氣動技術3.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)與相應主控閥相連，從上而下依次畫在圖右側。2）把發(fā)信裝置，如行程閥、啟動閥等，大致對應其所控制的執(zhí)行元件逐一畫在圖左側。3）在圖的中間布置反映執(zhí)行信號相互之間的邏輯關系的邏輯符號，并標注相應的邏輯函數表達式。修改錯誤點液壓與氣動技術3.繪制氣動邏輯原理圖1）把系統(tǒng)中每個執(zhí)行元件液壓與氣動技術4.繪制氣動回路原理圖液壓與氣動技術4.繪制氣動回路原理圖液壓與氣動技術【習題】元件的分離問題描述：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。AB液壓與氣動技術【習題】元件的分離問題描述：圓柱形工件在導軌上液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術5.多往復控制回路液壓與氣動技術5.多往復控制回路液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術A1B1B0A0A1A0液壓與氣動技術A1B1B0A0A1A0液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術

課堂小結

1.氣動行程程序控制回路的組成與表示；2.障礙信號；3.串級轉換回路設計的一般方法與步驟。作業(yè)：A1C1B1B0A0C0串級轉換氣動行程控制回路設計液壓與氣動技術課堂小結1.氣動行程程序機械工程系液壓與氣動技術第7章行程程序控制回路設計機械工程系液壓與氣動技術第7章行程程序控制回路設計

第7章氣動行程程序控制回路設計

液壓與氣動技術執(zhí)行元件在完成某一動作由行程發(fā)信器發(fā)出相應信號輸入邏輯控制回路中作出判斷后再發(fā)出有關執(zhí)行信號指令執(zhí)行元件執(zhí)行下一步動作第7章氣動行程程序控制回路設計液壓液壓與氣動技術

一、氣動行程程序控制回路的組成與表示

(1)用A、B、C等表示氣缸，下標“1”與“0”表示氣缸狀態(tài)。(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

液壓與氣動技術一、氣動行程程序控制回路的組成與表液壓與氣動技術2.行程程序表示方法

行程程序可用工作程序圖來表示氣缸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缸進B缸進A缸退B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。液壓與氣動技術2.行程程序表示方法行程程序可用工作程液壓與氣動技術

二、氣動行程控制回路設計的一般思路

1.明確動作信號程序2.

繪制氣動回路原理圖（練習1）

液壓與氣動技術二、氣動行程控制回路設計的一般思路液壓與氣動技術氣動夾緊工作裝置

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，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

液壓與氣動技術氣動夾緊工作裝置1）按下啟動按鈕，液壓與氣動技術2.明確動作信號程序3.

繪制氣動回路原理圖

液壓與氣動技術2.明確動作信號程序3.繪制氣動回路原理液壓與氣動技術

三、障礙信號

在大多數具有多個執(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，它們會使執(zhí)行元件動作無法正常完成。液壓與氣動技術三、障礙信號在大液壓與氣動技術

氣動程序控制回路中障礙信號有三種類型：I型障礙信號，II型障礙信號和滯消障礙信號。液壓與氣動技術氣動程序控制回路中障礙信號有三種類型：I液壓與氣動技術

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液壓與氣動技術四、串級轉換氣動行程控制回路設計液壓與氣動技術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)。二級轉換氣路2.

串級轉換控制原理液壓與氣動技術各種級數轉換氣路如圖所示，主要特征是利用液壓與氣動技術三級轉換氣路液壓與氣動技術三級轉換氣路液壓與氣動技術3.

氣動夾緊裝置回路設計（練習2）液壓與氣動技術3.氣動夾緊裝置回路設計（練習2）液壓與氣動技術練習3：A1A0B1B0液壓與氣動技術練習3：A1A0B1B0

五、步進控制回路設計

液壓與氣動技術步進控制是工業(yè)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(tǒng)的氣動步進控制模式，為氣動步進控制的推廣提供了可能。五、步進控制回路設計液壓與氣動技術信號輸入口液壓與氣動技術記憶元件切換元件指示元件或門元件(梭閥)下一狀態(tài)啟動口復位口當前狀態(tài)輸出口氣源入口排氣口當前狀態(tài)啟動口1.步進控制原理

信號輸入口液壓與氣動技術記憶元件切換元件指示元件或門元液壓與氣動技術2.步進塊的組合使用

液壓與氣動技術2.步進塊的組合使用液壓與氣動技術3.步進控制法氣動回路設計方法

A1B1B0A0動作回路圖液壓與氣動技術3.步進控制法氣動回路設計方法A1B1B0A液壓與氣動技術【習題】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。AB液壓與氣動技術【習題】自動化磨床問題描述：通過氣缸將工件放入液壓與氣動技術（1）串級轉換液壓與氣動技術（1）串級轉換液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術液壓與氣動技術（2）步進控制液壓與氣動技術（2）步進控制液壓與氣動技術

六、X-D線圖回路設計

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以A1B1B0A0工作程序為例。液壓與氣動技術六、X-D線圖回路設計液壓與氣動技術1.X-D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）液壓與氣動技術1.X-D線圖的繪制1）繪制方格圖2）繪液壓與氣動技術2.障礙信號的判別及消除I型障礙信號（1）脈沖信號消障法液壓與氣動技術2.障礙信號的判別及消除I型障礙信號（1）脈液壓與氣動技術（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(zhí)行信號m*，即m*＝m·x液壓與氣動技術（2）邏輯“與”消障法邏輯“與”液壓與氣動技術（3）中間元件（輔助法）消障如果在X－D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)行信號的邏輯函數表達式為液壓與氣動技術（3）中間元件（輔助法）消障如果液壓與氣動技術

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。液壓與氣動技術m—有障礙的信號；液壓與氣動技術

t和d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