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第四章气压传动系统一、气动系统设计
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气动系统与液压系统虽有区别,但设计的主要步骤却大同小异,前面章节已介绍了液压系统设计的有关内容,可供参考,这里不再叙述,本章就气动顺序控制回路的实际方法作介绍。
气动顺序控制回路的设计方法有信号—动作状态线图法(简称X—D线图法)、卡诺图法等。X—D线图法直观简便,是一种常用的设计方法,因此本节仅介绍此种方法.
X—D线图法的设计步骤
X—D线图法是利用绘图信号线图的办法设计出气动控制回路。此方法的一般设计步骤如下:
(1)根据生产自动化的工艺要求,编制工作程序;
(2)绘制X—D线图;
(3)分析并消除障碍信号;
(4)绘制逻辑原理图和气动回路原理图。
在X—D线图法之前首先把常用的符号规定如下:
用大写A、B、C等表示气缸,用下标1和0分别表示气缸的伸出和缩回,如A1表示气缸A伸出,B0表示B回缩。
用带下标的a1、b0等分别表示与A1、B0等相对应的机控阀及其输出信号。如a1既表示机控阀又表示A1动作完成后发出的信号。
右上角带“*”号的信号表示执行信号。
气动顺序控制回路设计举例
图示为气控冲孔机结构示意图。
其工作顺序是:气缸A夹紧A1→气缸B冲孔B1→气缸B带冲头退回B0→气缸A松开工件A0。
编制工作程序
下图为其工作程序
绘制X—D线图
(1)画方格图(见右图)。根据动作顺序第一行填入节拍号,第二行填入气缸动作,最右边一列留作填入经消障后的执行信号表达式。表的下端留有备用格,可填入消障过程中引入的辅助信号等。
(2)画动作(D线)
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。
分析并消除障碍信号
(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:检查每组信号线和动作线,凡存在信号线而无对应动作线的信号线即为障碍段,存在障碍段的信号为障碍段的信号为障碍信号,障碍段用锯齿线标出。
(2)消除障碍信号
无障碍的信号,可直接用作执行信号,但控制第一节拍动作的执行信号一定是起动信号和无障碍信号相“与”。所有有障碍信号必须消障后才能用作执行信号。
(a)脉冲信号法
下图是采用机械活络挡铁或可通过机控阀使气缸在一个往复动作中只发出一个短脉冲信号,缩短了信号长度,以达到消除障碍的目的。
(b)逻辑回路法
逻辑回路消除障碍可采用“与门”消障法,即选择一个制约信号y有障信号e 相“与”,一缩短信号长度达到消障目的。其逻辑表达式为: z = ey
制约信号可以从X—D线图中选取,选取的原则是:此信号出现在有障信号之前,终止在有障信号的障碍段前。
若在X—D线图中找不到可选用的制约信号时,可引入中间记忆元件,借用它的输出作为制约信号。其逻辑表达式为:
z = eK