基于辅助阀消障的抬升装置气动系统设计

无锡机电高等职业技术学校 王雪娇



基于辅助阀消障的抬升装置气动系统设计

无锡机电高等职业技术学校 王雪娇

【摘要】大部分行程程序控制回路的控制信号之间，都存在着各种形式的干扰，这些信号称为障碍信号，会使回路无法正常工作。行程程序控制回路设计的关键就是要找出这种障碍信号并设法排除它们。本文以抬升装置气动系统为例，采用辅助阀消除障碍信号。

【关键词】抬升装置；气动系统；辅助阀消障；控制回路设计

1 系统结构和功能介绍

如图1所示，利用两个气缸把已经装箱打包完成的纸箱从自动生产线上取下。通过一个按钮控制1A1气缸活塞伸出，将纸箱抬升到2A1气缸的前方；到位后，2A1气缸活塞杆伸出，将纸箱推入滑槽；完成后，2A1气缸活塞杆先缩回；回缩到位后，1A1气缸活塞杆缩回，一个工作过程完成。为防止纸箱破损，应对气缸活塞运动速度进行调节。

图1 抬升装置示意图

2 位移步骤图

绘制位移步骤图如图2所示。

图2 位移步骤图

3 程序框图

行程程序可用程序框图来表示气缸的动作顺序。程序框图如图3所示。

图3 程序框图

用字母方式可简化如图4所示。

图4 程序框图简图

4 行程程序控制回路的信号障碍问题

4.1 障碍信号的分类

障碍信号定义：大部分行程程序控制回路的控制信号之间，都存在着各种形式的干扰，这些信号称为障碍信号，会使回路无法正常工作。

在气动行程程序控制回路中障碍信号主要有I型障碍信号和II型障碍信号两种。

● 型障碍信号一个行程程序控制回路在一个工作过程中每个

气缸只作一次往复运动称为单往复行程程序控制回路，在单往复程序中，若在某个主控阀的两个控制口上同时存在两个相互矛盾的控制信号，则称为该障碍信号为I型障碍信号。

● II型障碍信号 在一个工作过程中至少有一个气缸往复运动

两次或两次以上，称为多往复行程程序控制回路。在这种回路中，如果存在一个控制信号多次出现来控制不同动作，或分别控制同一个气缸的两个相反动作，这个信号就是II型障碍信号。

我们在这里只讨论I型障碍信号的分析判断和排除。

图6 抬升装置气动控制回路图

4.2 障碍信号的分析

行程程序控制回路设计的关键就是要找出这种障碍信号并设法排除它们。最常用的判别的方法为X-D状态图法。

（1）X-D状态图法中的符号规定

在使用X-D状态图法进行障碍信号的分析判断时，为了方便，对回路中所用元件的标号有以下规定。

● 大写字母A、B、C、D等表示气缸

下标“1”——活塞杆伸出；下标“0”——活塞杆退回

● 小写字母a、b、c、d等表示行程阀发出的信号

下标“1”——活塞杆伸出到位所发的信号

下标“0”——活塞杆退回到位所发的信号

4.3 辅助阀消障法

若在现有回路中找不到可用来与障碍信号构成逻辑回路的原始信号时，可采用增加辅助阀的方法来排除障碍。辅助阀一般为双气控二位三通换向阀或二位五通换向阀。利用辅助阀的输出信号作为制约信号，通过和障碍信号的逻辑“与”来排除障碍段。

按照辅助阀法设计抬升装置辅助信号并画出相应执行信号如图6所示。

5 控制回路设计

根据所设计信号画出回路图如图6所示。

6 结论

对于行程程序控制回路的控制信号之间存在干扰，使回路无法正常工作的问题。以工程中常见的抬升装置为例，通过绘制X-D图分析障碍信号，采用辅助阀消障法消除干扰，并设计了气动控制回路，实现工业生产自动化，具有很强的实用性。

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