基于单活塞杆双缸电、气混合复杂控制过程的研究

雷大军 四川航天职业技术学院 四川成都 610100

【文章摘要】

用感应式接近开关检测两个单活塞杆气缸的活塞杆的伸出状态，通过电路控制电磁换向阀的阀芯位置，从而改变气缸的进气口和排气口，使活塞杆完成一系列指定动作，本文主要阐述了设计系统时遇到检测状态重码时的解决方案。

【关键词】

单活塞；双缸；电控；气动

1 问题提出

说明：以下文字描述中，“+”均表示活塞杆伸出，“-”均表示活塞杆缩回。现代数控设备中多采用电动、气动混合控制，在执行机构动作控制设计中通常对每个动作编码，然而有时会遇到重码，此时系统不知如何响应。有两个单活塞气缸“1A”和“2A”，工作过程如下：启动之后，能自动循环，可停止。若气压缸“1A”的活塞杆初始位置和终端位置接近开关分别用“1B1”和“1B2”表示；气压缸“2A”的活塞杆初始位置和终端位置接近开关分别用“2B1”和“2B2”表示；“1”表示检测到活塞杆，“0”表示未检测到活塞杆，下面通过表格分析每个动作的初始状态。活塞杆动作触发状态表从上表可以看出，“2A+”和“1A-”的触发条件是一样的，也就是说用上面的触发条件设计电控系统时会产生重码，使系统不知道应该响应哪一个动作。

2 气动设计

双缸气动主回路如图1，整个气路用到2 个单活塞气缸、2 个二位四通电磁换向阀（编号“3”的元件为电磁阀上的消音器）、2 个可调节流阀、2 个气压源。当电磁线圈Y2 失电、Y1 得电时，气源的压力气体经节流阀、左边的电磁阀的“1”、“4”进入1A 气压缸左端，右端气体经左边的电磁阀的“2”接3 号排气口；当电磁线圈Y1 失电、Y2 得电时，气源的压力气体经节流阀、左边的电磁阀的“1”、“2”进入1A 气压缸右端，左端气体经左边的电磁阀的“4”接3 号排气口。当电磁线圈Y4 失电、Y3 得电时，气源的压力气体经节流阀、右边的电磁阀的“1”、“4”进入2A 气压缸左端，右端气体经右边的电磁阀的“2”接3 号排气口；当电磁线圈Y3 失电、Y4 得电时，气源的压力气体经节流阀、右边的电磁阀的“1”、“2”进入2A 气压缸右端，左端气体经右边的电磁阀的“4”接3 号排气口。

3 电控设计( 图2)

当按下启动按钮SB1 时，继电器K 得电，其2 区辅助常开触点接通并自锁，此时1B1、1B2、2B1、2B2 四个感应式接近开关得电，由于气压缸1A、2A 的活塞杆都在原位置，1B1 检测到活塞使继电器K11 线圈得电，2B1 检测到活塞使K21 线圈得电，位于11 区的K11 常开触点闭合使K1 线圈得电并自锁，从而19 区的K1常开触点闭合使电磁阀的Y1 线圈得电，使图1 左图气动阀由1 到4 进气，由2 到3 排气，使1A 气压缸的活塞杆伸出；虽然位于17 区的K21 常开触点闭合，但由于K3 常开触点并未闭合，所以继电器K4 未得电。当1A 气压缸的活塞杆伸出到1B2 位置时，1B2 检测到活塞使继电器K12 线圈得电，位于13 区的K12 常开触点闭合，由于K1 常开仍闭合，使K2 线圈得电并自锁，同时位于11 区的K2 常闭触点断开，使K1 断开而失电，从而21 区的K2 常开触点闭合使电磁阀的Y3 线圈得电，使图1 右图气动阀由1 到4 进气，由2 到3 排气，使2A 气压缸的活塞杆伸出。当2A 气压缸的活塞杆伸出到2B2 位置时，2B2 检测到活塞使继电器K22 线圈得电，位于15 区的K22 常开触点闭合，使K3 线圈得电并自锁，同时位于13 区的K3 常闭触点断开，使K2 断开而失电，从而22 区的K3 常开触点闭合使电磁阀的Y4 线圈得电，使图1 右图气动阀由1 到2进气，由4 到3 排气，使2A 气压缸的活塞杆缩回。当2A 气压缸的活塞杆缩回到2B1 位置时，2B1 检测到活塞使继电器K21 线圈得电，位于17 区的K21 常开触点闭合，由于K3 常开仍闭合，使K4 线圈得电并自锁，从而20 区的K4 常开触点闭合使电磁阀的Y2 线圈得电，使图1 左图气动阀由1 到2 进气，由4 到3 排气，使1A 气压缸的活塞杆缩回。下一个周期重复以上过程。

4 小结

在电路与气动控制设计中解决重码的方案较多，本文采用的是步进电路驱动设计方法，优点是每个过程的动作衔接简单明了，易于读懂。缺点是控制电路偏多，不够简洁。

【参考文献】

[1《] 数控机床电气控制》，廖兆荣，杨旭丽主编，高等教育出版社。

[2《] 机电设备控制技术》，李益民，张龙主编，西南交通大学出版社。

[3《] 电器控制与PLC 控制技术》，许翏，王淑英主编，机械工业出版社。

[4《] 液压与气动技术》，张利平编著，化学工业出版社。

Ø       [5《] 现代实用气动技术》，SMC< 中国有限公司，机械工业出版社。__