無錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 王雪嬌

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基于輔助閥消障的抬升裝置氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

無錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 王雪嬌

【摘要】大部分行程程序控制回路的控制信號之間，都存在著各種形式的干擾，這些信號稱為障礙信號，會(huì)使回路無法正常工作。行程程序控制回路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是要找出這種障礙信號并設(shè)法排除它們。本文以抬升裝置氣動(dòng)系統(tǒng)為例，采用輔助閥消除障礙信號。

【關(guān)鍵詞】抬升裝置；氣動(dòng)系統(tǒng)；輔助閥消障；控制回路設(shè)計(jì)

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能介紹

如圖1所示，利用兩個(gè)氣缸把已經(jīng)裝箱打包完成的紙箱從自動(dòng)生產(chǎn)線上取下。通過一個(gè)按鈕控制1A1氣缸活塞伸出，將紙箱抬升到2A1氣缸的前方；到位后，2A1氣缸活塞桿伸出，將紙箱推入滑槽；完成后，2A1氣缸活塞桿先縮回；回縮到位后，1A1氣缸活塞桿縮回，一個(gè)工作過程完成。為防止紙箱破損，應(yīng)對氣缸活塞運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

圖1 抬升裝置示意圖

2 位移步驟圖

繪制位移步驟圖如圖2所示。

圖2 位移步驟圖

3 程序框圖

行程程序可用程序框圖來表示氣缸的動(dòng)作順序。程序框圖如圖3所示。

圖3 程序框圖

用字母方式可簡化如圖4所示。

圖4 程序框圖簡圖

4 行程程序控制回路的信號障礙問題

4.1 障礙信號的分類

障礙信號定義：大部分行程程序控制回路的控制信號之間，都存在著各種形式的干擾，這些信號稱為障礙信號，會(huì)使回路無法正常工作。

在氣動(dòng)行程程序控制回路中障礙信號主要有I型障礙信號和II型障礙信號兩種。

● 型障礙信號一個(gè)行程程序控制回路在一個(gè)工作過程中每個(gè)

氣缸只作一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱為單往復(fù)行程程序控制回路，在單往復(fù)程序中，若在某個(gè)主控閥的兩個(gè)控制口上同時(shí)存在兩個(gè)相互矛盾的控制信號，則稱為該障礙信號為I型障礙信號。

● II型障礙信號 在一個(gè)工作過程中至少有一個(gè)氣缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)

兩次或兩次以上，稱為多往復(fù)行程程序控制回路。在這種回路中，如果存在一個(gè)控制信號多次出現(xiàn)來控制不同動(dòng)作，或分別控制同一個(gè)氣缸的兩個(gè)相反動(dòng)作，這個(gè)信號就是II型障礙信號。

我們在這里只討論I型障礙信號的分析判斷和排除。

圖6 抬升裝置氣動(dòng)控制回路圖

4.2 障礙信號的分析

行程程序控制回路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是要找出這種障礙信號并設(shè)法排除它們。最常用的判別的方法為X-D狀態(tài)圖法。

（1）X-D狀態(tài)圖法中的符號規(guī)定

在使用X-D狀態(tài)圖法進(jìn)行障礙信號的分析判斷時(shí)，為了方便，對回路中所用元件的標(biāo)號有以下規(guī)定。

● 大寫字母A、B、C、D等表示氣缸

下標(biāo)“1”——活塞桿伸出；下標(biāo)“0”——活塞桿退回

● 小寫字母a、b、c、d等表示行程閥發(fā)出的信號

下標(biāo)“1”——活塞桿伸出到位所發(fā)的信號

下標(biāo)“0”——活塞桿退回到位所發(fā)的信號

4.3 輔助閥消障法

若在現(xiàn)有回路中找不到可用來與障礙信號構(gòu)成邏輯回路的原始信號時(shí)，可采用增加輔助閥的方法來排除障礙。輔助閥一般為雙氣控二位三通換向閥或二位五通換向閥。利用輔助閥的輸出信號作為制約信號，通過和障礙信號的邏輯“與”來排除障礙段。

按照輔助閥法設(shè)計(jì)抬升裝置輔助信號并畫出相應(yīng)執(zhí)行信號如圖6所示。

5 控制回路設(shè)計(jì)

根據(jù)所設(shè)計(jì)信號畫出回路圖如圖6所示。

6 結(jié)論

對于行程程序控制回路的控制信號之間存在干擾，使回路無法正常工作的問題。以工程中常見的抬升裝置為例，通過繪制X-D圖分析障礙信號，采用輔助閥消障法消除干擾，并設(shè)計(jì)了氣動(dòng)控制回路，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

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