純氣動(dòng)系統(tǒng)中的多執(zhí)行元件順序動(dòng)作功能設(shè)計(jì)

王鵬程　楊斌

摘 要：氣動(dòng)裝置以及氣動(dòng)設(shè)備如果在沒(méi)有信號(hào)的情況，則需要通過(guò)純氣動(dòng)相關(guān)的元件而構(gòu)成自動(dòng)裝置，從而更好地避免設(shè)備受到電磁的干擾，同時(shí)也可以防止免疫強(qiáng)的輻射能夠受到干擾。因此，必須使得純氣動(dòng)的裝置可以有效執(zhí)行多個(gè)不同的動(dòng)作功能，才可以更好地保證提純氣動(dòng)系統(tǒng)能夠在整體設(shè)計(jì)中帶來(lái)便利性。

關(guān)鍵詞：純氣動(dòng)系統(tǒng)；多執(zhí)行元件順序；動(dòng)作功能；設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.210

0 引言

氣動(dòng)系統(tǒng)可以有效幫助相關(guān)的系統(tǒng)而排除電磁干擾以及強(qiáng)輻射的干擾，并在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及維護(hù)便利的優(yōu)勢(shì)中而不斷對(duì)純氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施換向閥。而在不同的系統(tǒng)中，則能夠各自執(zhí)行不同的元件動(dòng)作順序，其中氣動(dòng)輸入的信號(hào)則可以較好地實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)邏輯。當(dāng)輸入信號(hào)較多時(shí)，則受到的約束以及聯(lián)鎖條件則會(huì)越多，此時(shí)的工作人員需要耗費(fèi)大量的精力才得以解決信號(hào)問(wèn)題。而本文主要分析的是順序動(dòng)作的設(shè)計(jì)，并找到提高氣動(dòng)系統(tǒng)效率的方法。

1 分析純氣動(dòng)系統(tǒng)中順序設(shè)計(jì)思路

下面具體分析三執(zhí)行元件順序動(dòng)作的情況。假設(shè)存在A、B、C三個(gè)不同的單桿活塞缸，并且每個(gè)氣缸中的活塞桿會(huì)在不同的收回以及完全伸出的兩種靜態(tài)條件下進(jìn)行工作，而活塞桿則能夠在完全收回以及靜止?fàn)顟B(tài)下而復(fù)原，此時(shí)被稱(chēng)之為原位狀態(tài)，而活塞桿的完全伸出和靜止?fàn)顟B(tài)則被稱(chēng)之為出位狀態(tài)。因此，氣缸中可以通過(guò)正在伸出以及正在收回這兩種方式實(shí)施動(dòng)態(tài)安排。具體情況見(jiàn)圖1，其中的粗實(shí)線(xiàn)代表的是氣缸活塞桿狀態(tài)，而水平線(xiàn)條則表示的是氣缸桿處于靜止的狀態(tài)，而斜率在大于零的條件下，其中的線(xiàn)條則表示氣缸桿在伸出的狀態(tài)，而當(dāng)斜率小于零時(shí)，則線(xiàn)條表示的是氣缸桿進(jìn)入收回狀態(tài)。其中的“0步”表示的是初始狀態(tài)，并一次自左向右揭示出各氣缸中活塞桿的動(dòng)作情況。

三只氣缸依次的動(dòng)作順序：“0步”是初始的狀態(tài)；當(dāng)進(jìn)入“1步”時(shí)，此時(shí)A缸就會(huì)在原位且處于啟動(dòng)的信號(hào)，此時(shí)A缸的伸出且停在出位；當(dāng)進(jìn)入“2步”時(shí)，此時(shí)的B缸收則會(huì)受到A缸所發(fā)出信號(hào)，并開(kāi)始進(jìn)行伸出，從而停在出位處；當(dāng)進(jìn)入“3步”時(shí)，而B(niǎo)缸發(fā)出信號(hào)則會(huì)回至A缸并收回，而C缸則同時(shí)伸出，此時(shí)的A缸則會(huì)迅速收回并原位停止；以此類(lèi)推，直到其進(jìn)入“6步”，進(jìn)而完成動(dòng)作的循環(huán)。

2 分析被控對(duì)象在順序完成的初步設(shè)計(jì)情況

首先在繪制氣缸A以及控制A缸中的換向閥，并將A缸原位中的機(jī)動(dòng)閥A1以及啟動(dòng)按鈕進(jìn)行邏輯和信號(hào)中的A缸實(shí)施轉(zhuǎn)化，并根據(jù)順序動(dòng)作的要求，而在A缸中已伸出并達(dá)到的出位設(shè)置按鈕，從而能夠完成對(duì)觸發(fā)機(jī)在動(dòng)閥A2的制動(dòng)；此外，繪出B缸以及對(duì)應(yīng)的換向閥，使得A2可以接到信號(hào)，并能夠?qū)刂艬缸中的伸出以及換向閥實(shí)施氣控端口，因此，這就可以幫助B缸實(shí)施伸出且進(jìn)行出位，進(jìn)而觸發(fā)B2；依次繪制出C缸和轉(zhuǎn)換向閥，能夠?qū)2中的信號(hào)成功發(fā)送至A缸并實(shí)施收回，在這個(gè)過(guò)程中可以同時(shí)有效地分出兩條不同的支路，從而成功的輸送控制C缸，并進(jìn)行伸出，有效對(duì)接換向的閥氣控接口，此時(shí)就可以根據(jù)C缸的伸出情況而進(jìn)行復(fù)位，進(jìn)而觸發(fā)C2。當(dāng)C缸可以收回并原位時(shí)，可以觸發(fā)Cl，而Cl信號(hào)則能夠成功控制B缸，并實(shí)施收回和原位。

3 消除順序控制中信號(hào)的干擾

純氣動(dòng)的元件中存在一類(lèi)元件，此元件被稱(chēng)之為二位三通的雙氣控?fù)Q閥，它的進(jìn)、出口需要保持兩種不同的狀態(tài)，即就是接通以及斷開(kāi)。如此時(shí)需要閥控制端口增加控制信號(hào)，則可以通過(guò)元件的支路、氣路進(jìn)行輸通。因此，在具有信號(hào)干擾的情況下，則可以將二位三通的雙氣控?fù)Q閥應(yīng)用起來(lái)，針對(duì)信號(hào)干擾情況而實(shí)施斷開(kāi)，并能夠結(jié)合斷開(kāi)氣路的情況而有效消除信號(hào)的干擾。但是，當(dāng)接通該氣路之時(shí)，則需要把閥的另外實(shí)施控制，從而保證氣路通暢。因?yàn)樵陧樞騽?dòng)作的系統(tǒng)中需要加強(qiáng)控制，所以在一般情況下，可以根據(jù)所出現(xiàn)的信號(hào)情況而引入消除的狀態(tài)，具體情況見(jiàn)圖2。

由圖2可知，A缸中的伸出位后，就不能對(duì)B缸的伸出問(wèn)題進(jìn)行干預(yù)，因此，當(dāng)需要消除C缸中的問(wèn)題時(shí)，就可以通過(guò)原位產(chǎn)生方式而啟動(dòng)Cl并實(shí)施干擾信號(hào)，此時(shí)的Cl就可以通過(guò)機(jī)動(dòng)閥中的串接情況而進(jìn)行雙氣控?fù)Q閥。主要的接法是：通過(guò)三通閥方式有效斷開(kāi)氣路側(cè)，針對(duì)于這種狀態(tài)氣控中的端口接A2實(shí)際情況，則可以有效排除C1信號(hào)情況對(duì)A2信號(hào)所帶來(lái)的干擾。

4 結(jié)束語(yǔ)

因此，在設(shè)計(jì)具有多執(zhí)行的元件順序中，首先可以進(jìn)行繪制動(dòng)作的順序圖，然后通過(guò)明確的元件執(zhí)行動(dòng)作的順序以及各步動(dòng)作之間的觸發(fā)關(guān)系；其次，再根據(jù)相關(guān)觸發(fā)信號(hào)以及被控的對(duì)象動(dòng)作間的順序而直接繪出干擾信號(hào)原理圖。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)方式可知使得多元化執(zhí)行元件中的氣動(dòng)順序處于良好的控制系統(tǒng)中，同時(shí)也提升了純氣動(dòng)系統(tǒng)的順序控制效果，并且較好地體現(xiàn)出明確、高效以及簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。

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基金項(xiàng)目：遙控鉛球運(yùn)送車(chē)設(shè)計(jì)（EKY2010002）

作者簡(jiǎn)介：王鵬程，男，湖南人，碩士，助教，研究方向：機(jī)械動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用。