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气动控制系统主讲：赵康舒气动技术简介什么是气动技术？气动技术是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的工程技术，实现各种生产控制、自动控制的重要手段之一。自动化生产汽车制造应用领域？电子/半导体包装机械特点优点简单环保容易可靠自保三防缺点输出力较小低速不稳定速度易受负载影响力的大小、运动方向和运动速度。压力控制阀控制气缸输出力的大小方向控制阀控制气缸的运动方向速度控制阀控制气缸的运动速度气动系统最重要的控制内容是什么？命令执行气缸马达指示灯命令执行控制元件换向阀信号输出信号处理加工元件换向阀单向阀、逻辑元件压力控制阀计时器、顺序器信号输入输入元件手控阀滚轮杠杆行程阀接近开关气密装置能量供给供给元件空压机存储器调压阀空气净化装置气动控制系统组成信号处理元件信号输入元件执行元件信号控制元件气源系统气动控制系统组成回路图和气动元件气源系统气源处理部分为什么需要做气源处理？不良空气质量对气动装置的影响对生产制造工艺的影响纷繁复杂的大气环境压缩空气包含了所有的环境影响因素…•早期磨损•沉淀物由微粒引起•腐蚀•速度变低由湿气引起•洗去固有润滑•粘附微粒由油引起固态微粒湿气水份油份对气动装置的影响:从空压机输出的压缩空气中就含有大量的水份/油份和粉尘等污染物,直接应用的话。。。。。。气源装置的组成1-空压机2-冷却器3-油水分离器4、7-储气罐5-干燥器6-过滤器8-加热器9-四通阀空气的基本状态参数压强P1帕斯卡等于以1N的力垂直恒定地作用在面积是1平方米的平面上所产生的作用。P=F/A压强的计量单位有：Pa（帕），bar（巴），Mpa（兆帕）等。地球表面的压力被称为大气压（Pamb）,被定义为参考压力。大气压力差Pe按照下面这个公式来计算：Pe=Pabs-Pamb（其中Pabs为绝对压力，Pamb约为1bar）补充知识空气的特性空气的压缩性一定质量的静止气体，由于压力改变而导致气体所占容积发生变化的现象，称为气体的压缩性。玻意耳定律空气被压缩后变得极容易扩展，玻意耳-马略特定律正常地反映了这个规律：在温度恒定的条件下，一定质量气体的体积与它的绝对压强成反比，也就是说对一定质量的气体，绝对压力与体积的乘积是恒定的。p1*v1=p2*v2=恒值如果大气压力下的空气被压缩机压缩到原来体积的1/7。假设压缩过程温度不变，压缩后的气体在压力表上示数是多大？盖-吕萨克定律压强不变的情况下，一定质量的气体体积与它的温度成比例。V/T=常量如果温度升高时体积保持恒定，压力变化满足：p1/p2=T1/T2或p/T=常量普适气体方程：一定质量的气体，压强与体积的乘积与温度的比值是恒定的。==常量Pe=Pabs-Pamb=(700-100)kPa=600kpa=6bar因此压缩机的压缩比为7:1时才会产生600kPa的压强。压缩机类型往复活塞式压缩机旋转活塞式压缩机流量型压缩机活塞式压缩机膜片时压缩机径流式压缩机轴流式压缩机滑片式压缩机螺杆式压缩机罗茨式压缩机按空压机输出压力大小分类低压空压机0.2∼1.0MPa中压空压机1.0∼10MPa高压空压机10∼100MPa超高压空压机100Mpa按空压机输出流量（排量）分类微型1m³/mim小型1∼10m³/min中型10∼100m³/min大型100m³/min压缩机类型分水过滤器滤尘能力较强，它和减压阀、油雾器一起，是气动系统中不可缺少的辅助装置。气源处理部分辅助气动元件过滤器：把经过压缩空气中的所有污染物以及水分滤除。压缩空气经导向槽进入过滤网，液滴和较大的尘埃由于离心力的作用集中在过滤网的底部。在达到最高刻度前，必须排出冷凝水压缩空气过滤器，否则水分将再次混入压缩空气。溢流减压阀：作用是当系统中的工作压力超过调定值时，把多余的压缩空气排入大气，以保持进口压力的调定值。实际上，溢流阀是一种用于保持回路工作压力恒定的压力控制阀。油雾器：油雾器把雾化后的油雾全部随压缩空气输出。气源处理部分（过滤调压组建）元件实物图图形符号简略符号信号处理元件信号输入元件方向控制元件控制阀部分方向控制元件&信号输入元件基础原理工作口定义阀功能定义阀驱动方式定义阀的特殊形式定义方向控制元件&信号输入元件基础原理工作口定义：换向阀的端口可以用字母来标注，也可以按照DINISO5599-3标准，用数字来标注。ISO5599-3字母编制体制端口或连接1P进气口端2，4A，B工作端口3，5R，S排气口控制端口10Z有气信号时使端口1和端口2不连通12Y,Z有气信号时使端口1和端口2连通14Z有气信号时使端口1和端口4连通81,91Pz辅助导向气路工作端口阀功能定义两位两通2/2-换向阀，常开方向控制元件&信号输入元件基础原理端口号位置数量两位三通3/2-换向阀，常闭两位四通4/2-换向阀路径1-2和3-4两位五通5/2-换向阀路径1-2和4-5三位五通5/3-换向阀中封式人工控制一般手动操作按钮式手柄式，带定位踏板式弹簧复位弹簧对中滚轮式单向滚轮式机械控制驱动方式按键式手动阀滚轮杠杆式气控阀驱动方式气动控制直接气动驱动间接气驱动，通过气控信号先岛驱动电气控制单电控双电控组合带手动控制的双电控和先导驱动二位三通换向阀，单气控执行元件气缸执行器部分气动执行元件在气动自动化系统中，气动执行元件是一种将压缩空气的能量转化为机械能，实现直线、摆动或回转运动的传动装置。气动执行元件有三大类：产生直线往复运动的气缸，在一定角度范围内摆动的摆动马达以及产生连续转动的气动马达。气缸是气动自动化系统中使用最为广泛的一种执行元件。根据使用条件、场合的不同，其结构、功能和形状也不一样，种类繁多。气缸执行器部分单作用单作用单活塞杆双活塞杆有杆无杆磁性耦合机械耦合绳索、钢缆双作用双作用单活塞双活塞活塞式膜片式平膜片滚动膜片皮囊气缸气缸执行器部分按结构分：气缸的分类图所示为弹簧复位的单作用气缸，在活塞的一侧装有使活塞杆复位的弹簧，在另一端缸盖上开有呼吸用的气口。图示单作用气缸的弹簧装在有杆腔内，气缸活塞杆初始位置处于退回的位置，这种气缸称为预缩型单作用气缸；弹簧装在无杆腔内，气缸活塞杆初始位置为伸出位置的，称为预伸型气缸。12345678单作用气缸结构原理1-后缸盖2-橡胶缓冲垫3-活塞密封圈4-活塞5-弹簧6-活塞杆7-前缸盖8-导向套气缸执行器部分图形符号气缸是怎样动作的？气动回路图气源气控调压组件启动阀单作用气缸的直接控制按下按钮时，直径25mm的单作用气缸加紧工件。只要按钮不松开，气缸一直加紧工件。如果按钮松开，气缸缩回。巩固篇运用气动仿真软件实现以下控制要求：分配装置将铝盒推入至工作站中。按下按钮，单作用气缸（1A）的活塞杆伸出。当松开按钮后，活塞杆缩回。项目练习扩展篇金属工件的分类运用气动仿真软件实现以下控制要求：通过手动按钮来控制阀体，金属工件放在随机的位置上，被分类后放入另一个传送带上。单作用气缸（1A）的活塞杆前进行程的时间可调。当松开按钮时，活塞杆缩回到初始位置。可调单向节流阀双作用气缸被活塞分成两个腔室：有杆腔和无杆腔。当无杆腔端的气口输入压缩空气时，若气压作用在活塞左面上的力克服了运动摩擦力、负载等各种反作用力，推动活塞前进，有杆腔内的空气经该气口排入大气，使活塞杆伸出。同样，当有杆腔端气口输入压缩空气，活塞杆退回至初始位置。通过无杆腔和有杆腔的交替进气和排气，活塞杆伸出和退回，气缸实现往复直线运动。气缸执行器部分双作用气缸图形符号普通双作用气缸双作用气缸，带单端可调缓冲双作用缸的动作过程双作用缸的动作过程双作用气缸的直接控制按下按钮时，双作用缸伸出。如果按钮松开，气缸缩回。气缸为小口径气缸，只需较小的流量就可以达到正常工作速度。请将回路补充完整项目练习在位置转换装置的帮助下，经过冷却的煤块被传送至一个高或低位的传送带上。滑动杆（高或低位）的位置由阀的选择开关决定。双作用气缸（1A）前进运动的时间及缩回运动时间均可调。对于初始位置，假设气缸处在缩回的末端位置。项目训练气缸的间接控制单作用气缸的间接控制利用气动仿真软件按照以下控制要求设计气动回路：按下按钮后，大活塞直径的单作用气缸夹紧工作。按钮放开，气缸即缩回。逻辑控制阀双压阀可以实现“与”逻辑功能，若想使端口2有输出，两个端口必须同时有输入信号。图形符号实物图输入输出ABY000100010111气缸的间接控制分析：项目训练利用启动仿真软件按控制要求设计回路：只有工件在卡具中固定好，防护网降下，并且操作者按下按钮时，气缸1A的活塞杆才伸出。一但按钮松开或防护网不在降下位置时，气缸1A缩回到初始位置。逻辑控制阀“或”逻辑功能梭阀可以实现“或”逻辑功能，若想使端口2有输出，输入端口至少有一个有输入信号。实物图图形符号输入输出ABY000101011111设计按照以下控制要求设计启动回路：如果两个按钮阀中有一个被按下，双作用气缸伸出。如果按钮松开，气缸缩回。逻辑控制阀项目训练记忆回路与气缸的速度控制手动驱动二位三通按钮阀时，双作用气缸的活塞杆伸出。驱动另一个手动驱动二位三通按钮阀之前，气缸需保持伸出状态。只有当第一个阀松开后，操作第二个阀才有效。按下第二个阀，气缸回到初始状态。再次按下第一个阀之前，气缸需保持在初始状态。如果需要气缸伸出到最远端后自动缩回缩回，需要使用（？）项目训练需要使用滚轮杠杆阀当作限位开关，以确认气缸杆已达到最远端位置问题扩展课堂测验利用气动仿真软件按照以下控制要求设计气路：用双作用缸从料仓中传送工件。按下按钮或踏下踏板，气缸伸出。气缸完全伸出后，自动回到初始位置。双作用缸伸出退回时，速度均可调。典型回路怎样实现单作用缸或双作用缸在中途位置停止的位置控制回路？气动系统如何实现快速运动？差动快速回路快速排气阀原理图图形符号项目训练压力顺序阀1、压力顺序阀设定的相应压力应小于系统压力，以保证阀换向的可靠性。2、如果正在伸出的气缸杆碰到障碍物，气缸会提前缩回。塑料元件的模压加工：一双作用缸驱动冲模为塑料元件进行模压加工。气缸杆完全伸出至模压位置并且达到设定压力后，模具自动缩回。活塞腔内的压力以一块压力表显示。依靠压力的控制组合式阀延时阀：用于信号的延迟常闭式常开式利用双作用缸将两个涂有粘合剂的元件压在一起。按下按钮时夹紧器缸伸出。当到达完全伸出位置后，气缸保持一段设定时间，然后迅速缩回到初始位置。要求气缸的缩回速度可调，当气缸完全缩回后，才可以开始自动循环工作。延时阀的应用启动系统应用启动系统应用多个执行元件的控制应用两个气缸将工件由料仓传送到斜槽上，按下按钮后，第一个气缸伸出，将工件由料仓推出到第二个气缸前的位置。工件到位后，第二个气缸伸出，第一个气缸缩回，将工件推到落料斜槽上。信号重叠可回复式滚轮杠杆阀应用带空回程的的滚轮杠杆阀可以消除这个信号重叠。活塞杆只能在一个方向上触发这些阀，同时这些阀的安装位置使得触发信号会在到达缩回或伸出位置前一些就会出发。缺点1、不能精确感知行程的最远端位置2、不能应用在快速控制系统中消除信号重叠电气气动安装端盖控制要求：使用端盖安装装置将端盖压在塑料桶上。按下启动按钮后，双作用缸活塞杆伸出，球形端盖被按在塑料桶上。松开按钮后，活塞杆回到开始位置。电源继电器单元硬件接线电信号单元项目训练1、一个单作用缸的伸出、自动退回2、自锁回路（双作用缸）3、作用缸中途变速控制回路（一工进，二工进，快退）4、作用缸中途停止的位置控制回路谢谢观赏！