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气动设备顺序控制零碎的分类和设计办法

数控机床中的程序控制,也称为顺序控制,指的是按照预先设定的顺序或者是条件,逐步完成对每一个加工步骤的控制。它具有结构简单、动作稳定、易于维修、可实现过载保护等优点,是自动化系统,尤其是机床的气动设备中被广泛采用的一种控制方式。为了适应越来越复杂的加工要求,机床加工动作也在增加,这就要求程序控制的复杂程度也相应的增加。单凭经验设计回路,已经不能满足加工需要。更加复杂的程序控制可以分为三种类型,即行程程序控制、时间程序控制和行程、时间混合控制。行程程序控制当机床的执行机构完成某一个动作之后会发出反馈,反馈的方法是由行程发信器发出一个信号。这个信号在逻辑控制回路中进行逻辑运算,再经过转换和放大,转化为一个控制信号,再输入执行元件中,控制执行元件的下一步动作。这个过程循环往复,就使执行元件按照预定的要求,完成一系列动作。行程程序控制永远是在上一步动作完成之后,再开始下一步动作,如果一个动作中断,此后其余的动作也不会进行。从这个角度来说,行程程序控制属于闭环控制系统。时间程序控制由系统的时间发信装置发出时间信号,这个信号经过脉冲分配回路,回路按照预设的时间间隔,将脉冲信号分配给相应的执行机构。这种控制方法与行程程序控制有两个主要的区别:首先,它是以时间节点来进行控制的,而不是以动作的完成来进行控制;其次,它在执行下一步动作之前,不需要以前一步动作完成为条件,不管前一步动作完成与否,后面的动作都照常进行,所以,时间程序控制属于开环控制系统。行程、时间混合控制混合控制是将以上两种程序控制方法组合在一起,可以随时进行切换的控制方法,而切换的依据主要是对生产工艺的要求。一般而言,在对执行元件运动可靠性要求比较高的场合,适合使用行程程序控制方法;而在对执行元件运动可靠性要求比较低的场合,时间程序控制方法更容易派上用场。程序控制系统设计步骤首先要明确系统的工作任务和设计要求,例如:执行系统的运动状态,是直线运动还是曲线运动,对运动的速度、行程、动作顺序等有什么要求;对输出力或者力矩的大小有什么要求;系统工作场地的各种参数,如温度、湿度、振动、冲击、粉尘及易燃易爆设施等对控制系统有没有影响;与机械系统、电气系统和液压系统怎样配合;控制方式是选择手动控制、自动控制还是遥控控制;还有其他要求,比如设备的外形、尺寸、价格等等。然后是设计控制系统的回路。回路作为整个系统的核心,对系统的工作性能起到至关重要的作用。设计回路的常见方法包括分组供气法、卡诺图像法和信号-动作状态线图法三种。三者当中,第三种方法最为常用,其设计步骤大致为一下几步:先是按照加工需要,列出执行元件的动作流程,画出这一流程的顺序图。然后是绘出相应的信号-动作状态线图,找出其中的障碍并进行消除。接下来就是依次绘制出程序的逻辑原理图、气动逻辑原理图以及气动回路图。回路设计完成之后,还要确定以下环节:程序控制所使用的执行元件的类型、结构、数量及运动参数;控制元件的类型、数量、控制方式和安全保护回路;还有气动辅助元件之中,过滤器、油雾器、气罐、干燥器等设备的型号、容量,以及气动系统所用连接管的长度、内外径、管接头的类型。最后,还需参照气动系统的工作要求,要确定所需气源的类型和参数。以上步骤统统完成之后,才可以设计出比较完整的气动设备控制系统。

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