SMC气动基础培训课件.ppt

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1、赴SMC（广州）培训总结卢群英 彭蕾 陈亮 黄柏材2012-11-27,尊敬的领导、同事们：很高兴能够有机会前往SMC（广州）气动元件有限公司进行培训，在三天的培训中，我们围绕电气路控制原理学习了气动元件、气控回路、电控回路等内容，并且在操作台上进行了实践。通过此次培训，我们掌握了在工业环境中进行简单的电气控制设计。,感 言,一、气动元件及产品,四、实验操作,二、气动控制,三、电动控制,压缩空气的特性,压缩空气的优点如下：,适用性贮存设计和控制简单 运动的选择 经济 环境干净 安全性,压缩空气也有如下不足之处：,由于空气具有可压缩性，载荷变化时运动平稳性稍差。因工作压力低，不易获得较大的输出力

2、或转矩。有较大的排气噪声。因空气无润滑性能，故在气路中有时应设置给油润滑装置。,气源净化的必要性,大气,空气压缩机,配管,压缩空气,气源净化的必要性,气动系统组成,一、气动元件及产品,降低空气温度,除水,产生压缩空气,稳压,除水,除尘,除液态水,除水气态水,1、气源部分,螺杆式,活塞式,离心式,空压机,产生压缩空气,气源净化部份,后冷却器,空压机输出的压缩空气可达180，水份呈气态形式存在，后冷却器作用将压缩空气冷却至40以下，将气态水及变质油雾冷凝至液态后排除。,风冷式（HAA系列）进口压缩空气100以下，处理能力较小。,水冷式（HAW系列）进口压缩空气200以下，处理能力强。,储存部份,储

3、气罐,消除压力脉动；冷却压缩空气，分离排放水分及油分；贮存一定量压缩空气，解决短时间用气量大于空压机输出量矛盾，另在突发停电或空压机故障时，维短时间供气，保证设备安全。,3（千分尺）,车间部份,主管路过滤器（AFF）,干燥器,压缩空气经过后冷却器、储气罐、主管路过滤器初步净化后，仍含有大量的气态水份，干燥器以物理、化学等各类形式进行分离排除气态水蒸气。,冷冻式IDF/IDFU系列,处理能力大，常用于主管路气源处理，压力露点温度在210（大气露点-17)。在高速钻孔机、三坐标测量仪、喷漆等场合应用广泛。,原理,2、气源处理三联件,在气动技术中，将空气过滤器、减压阀和油雾器三种气源处理元件组装在一

4、起称为气动三联件，用以进入气动仪表之气源净化过滤和减压至仪表供给额定的气源压力，同时还可以起到润滑的作用。,三联件实物,三联件符号,去除主线路过滤器后面的配管中产生的异物。,过滤器（AF）,更换滤芯压力降大于等于0.1MPa或开始使用2年后更换，以两者中最先到达者为准。在外部泄漏检查或壳体、玻璃视窗受污染时，用中性洗涤剂进行清洗，壳体破损时应立即更换。,压差计GD系列,压力降：两侧压力差,差压在0.1MPa以上时,差压在0.05MPa以下时,过滤器滤芯更换指引,调整系统压力，输出稳定的压力。,减压阀,设定力：弹簧力调压弹簧产生的力,减压阀（调节器）的调压手柄带有锁止机构。设定时，请解除锁止。（

5、桔黄色标记）请在设定结束后锁止，以保证安全。,配管时，请确认进（IN）出（OUT）方向。如果反向连接，无法正常工作。,现行,漏气,由于阀门泄漏造成溢流泄漏,减压阀常见故障处理,漏气,膜片破损,确认现象：溢流孔漏气分解并检查主阀部的状态更换或修理部件确认现象：溢流口漏气打开护罩，检查膜片状态更换、修理膜片,结构图,油雾器AL,向气动系统添加润滑油对控制、执行元件进行润滑,润滑油：ISO VG32(一号透平油)；现有大部份元件均为无油润滑，但如果加油润滑后，必须坚持使用下去；部份产品必须加油润滑，例：VP、VPA等系列，详见各类的产品说明书。,气源三联件的选择,计算气源三联件后面支路总的瞬时最大耗

6、气量,管道支路存在阻尼作用及各类的泄漏，因而上面计算的最大耗气量应再乘1.1倍的安全系数；,确认气源前端的进气压力及设定的出口压力,确认气源三联件要实现的功能、组合,按各支路动作的工序，确定最大的瞬时耗气量；,系统是否需要润滑或禁油,普通气路:如一般的气缸驱动，建议使用油雾品AL系列；在真空系统、IR、ITV、吹气、喷漆、医疗行业、洁净场合等均使用润滑油，在压缩空气含油的状况下，应使用油雾分离器。,AF:5 AFM：0.3 AFD：0.01,过滤器的精度,直线气缸,摆动气缸,气爪,3、气缸,弹簧压出,弹簧压回,直线气缸单动气缸,气缸内部结构,MB系列,直线气缸双动气缸,形成缓冲室,缓冲室背压上

7、升,吸收冲击,缓冲环和缓冲密封圈接触,（通过缓冲针阀调整排气流量）,冲击的吸收,气缸气缓冲,摆动气缸,叶片式,齿条式,齿条式结构原理图,上下两个活塞,机械式无缸气缸,磁藕式无缸气缸,气动手指,锁紧气缸,另外一些特殊气缸,常见气动回路介绍,气动程序控制回路设计,二、气动控制,常用气动元件图形符号,常用气动元件图形符号,常用气动元件图形符号,常用气动元件图形符号,回路简述,根据各种不同的控制目的及控制功能的要求，经长期的实践，组成了许多气动基本回路和适用回路。,1.换向控制回路 2.位置制控回路 3.压力控制回路 4.速度控制回路 5.同步控制回路 6.其它控制回路,回路的初始由三通阀的弹簧控制阀

8、处于常闭状态 电磁阀得电，三通阀换向，单作用气缸活塞杆向前伸出 电磁阀失电，三通阀回到初始状态，单作用气缸活塞杆在弹簧作用下退回,换向控制回路,单作用气缸换向回路,采用二位五通阀的换向控制回路 使用双电控阀具有记忆功能，电磁阀失电时，气缸仍能保持在原有的工作状态,初始状态,换向控制回路,双作用气缸换向回路,得电,电磁阀仍然保持在失电前的位置，因此气缸始终处于伸出状态,采用三位五通阀的换向控制回路 三种三位机能 中位封闭式 中位加压式 中位排气式,换向控制回路,双作用气缸换向回路,能使气缸定位在行程中间任何位置，但因为阀本身的泄漏，定位精度不高,中位会有泄漏,换向控制回路,采用三位五通阀的换向控

9、制回路 中位封闭式,中位时进气口与两个出气口同时相通，因活塞两端作用面积不相等，故活塞杆仍然会向前伸出,A1,A2,采用三位五通阀的换向控制回路 中位加压式,换向控制回路,双作用气缸换向回路,中位时两个出气口与排气口相通气缸活塞杆可以任意推动,采用三位五通阀的换向控制回路 中位排气式,换向控制回路,双作用气缸换向回路,利用双位气缸,可以实现多达三个定位点的位置控制,SD1,SD2,A,B,位置控制回路,多位置气缸回路,SD1,SD2,A,B,SD1,SD2,A,B,利用双位气缸,可以实现多达三个定位点的位置控制,位置控制回路,多位置气缸回路,利用带锁气缸,可以实现中间定位控制,SD1,SD2,

10、SD3,二位三通电磁阀SD3失电，带锁气缸锁紧制动；得电，制动解除,位置控制回路,带锁气缸回路,气源压力控制主要是指使空压机的输出压力保持在储气罐所允许的额定压力以下,溢流阀控制气罐的最大允许压力,Ps,PPs,压力控制回路,气源压力控制回路,为保持稳定的性能，应提供给系统一种稳定的工作压力，该压力设定是通过三联件（F.R.L)来实现的,在气动系统中，有时需要提供两种不同的压力，来驱动双作用气缸在不同方向上的运动 采用减压阀的双压驱动回路,压力控制回路,双压驱动控制回路,在气动系统中，有时需要提供两种不同的压力，来驱动双作用气缸在不同方向上的运动 电磁铁得电，气缸以高压伸出,在气动系统中，有时

11、需要提供两种不同的压力，来驱动双作用气缸在不同方向上的运动 电磁铁失电，由减压阀控制气缸以较低压力返回,压力控制回路,双压驱动控制回路,在一些场合，需要根据工件重量的不同，设定低、中、高三种平衡压力,速度控制回路,速度调节特性,47,可编辑,利用快速排气阀，减少排气背压，实现高速驱动,速度控制回路,高速驱动回路,利用高低速两个节流阀实现高低速切换 图中节流阀S1调节为高速，节流阀S2调节为低速,SD2,SD1,S1,S2,高速,低速,速度控制回路,双速驱动回路,SD2,SD1,S1,S2,低速,利用高低速两个节流阀实现高低速切换 图中节流阀S1调节为高速，节流阀S2调节为低速,速度控制回路,双

12、速驱动回路,SD2,SD1,S1,S2,高速,利用高低速两个节流阀实现高低速切换 图中节流阀S1调节为高速，节流阀S2调节为低速,速度控制回路,双速驱动回路,利用节流阀使流入和流出执行机构的流量保持一致,同步控制回路,节流阀同步回路,机械连接同步回路,气缸的活塞杆通过齿轮齿条机构连接起来，实现同步动作,利用溢流阀产生缓冲背压,中位时气缸下腔的压力由溢流阀设定，产生背压,其它控制回路,缓冲回路,采用入口节流调速,其它控制回路,防止起动飞出回路,在气缸起动前使其排气侧产生背压,采用先导式单向阀,其它控制回路,落下防止回路,落下防止回路,采用制动气缸,气动程序控制回路设计,典型气动程序控制系统图,指

13、令部,控制器,操作部,执行机构,控制对象,检测机构,显示与报警,按钮开关选择开关,气控：气动控制阀、气动逻辑元件电控：PLC、继电器,压力、流量控制阀方向控制阀,磁性开关、行程开关压力、流量、温度等传感器,压力表、报警灯、显示屏等,气缸真空吸盘,电子气动元件符号与功能,三、电动控制,电子气动元件符号与功能,电子气动元件符号与功能,电控的几种方式,1直接控制 2间接控制 3气动优先 4停止优先 5联锁回路 6自锁回路 7延时回路 8计数回路,直接控制-点动,例1：A为单作用气缸，用单控电磁阀控制。当按钮开关PB ON，则气缸前进，当按钮开关PB OFF，则气压缸后退A。,气动回路图,电控回路图,

14、信号图,自保回路-单控电磁阀,例2：A为单作用气缸，以单控电磁阀控制。当按钮开关PB1 ON，则气压缸前进，此时放开PB1（PB1 OFF）气压缸仍保持在前位状态（自保），当按钮开关PB2 ON，则气压缸后退。,气动回路图,信号图,电控回路图,传感器位置控制,例3：A为单作用气缸，以单控电磁阀控制，加上节流阀调整气缸运动速度。当按一下PB（Pulse），则气压缸慢慢前进，一直到气压缸触碰到前顶点a1，则气压缸慢慢后退。,气动回路图,信号图,电控回路图,通电延时控制,练习1：A为单作用气缸，以单控电磁阀控制，加上节流阀调整气缸运动速度。当按一下PB（Pulse），则气压缸慢慢前进，当气压缸触碰到

15、前顶点a1，气压缸静止不动，3秒钟后，气压缸慢慢后退。,图10-84 练习5-1信号图,图10-85 练习5-1电控回路图,计数器,练习2：A为单作用气缸，以单控电磁阀控制，加上节流阀调整气缸运动速度。当按一下PB（Pulse），则气压缸A来回往复运动5次。当按下TB后，再按下PB，又可以重新开始。,图10-86 练习5-2信号图,图10-87 练习5-2电控回路图,直接控制-单控电磁阀,例4：A为双作用气缸，以单控电磁阀控制。当按钮开关PB ON，则气缸前进A+；当按钮开关PB OFF，则气压缸后退A-。,气动回路图,电控回路图,信号图,直接控制-双控电磁阀,例5：5A为双作用气缸，以双控电

16、磁阀控制。当按钮开关PB1 ON（Pulse），则气缸前进A+；当按钮开关PB2 ON（Pulse），则气缸后退A-。,气动回路图,信号图,电控回路图,传感器位置控制2,例6：A为双作用气缸，以双控电磁阀控制，加上节流阀调整气缸运动速度。当按一下PB（Pulse），则气压缸慢慢前进；当气压缸触碰到前顶点a1，则气压缸慢慢后退。,气动回路图,信号图,电控回路图一,电控回路图二,连续运动,练习3：A为双作用气缸，以双控电磁阀控制控制，加上节流阀调整气缸运动速度。当按一下PB1（Pulse），则气缸A来回往复运动，A+A-A+A-；当按一下PB2（Pulse），则气缸停止运动。,信号图,气动回路图,

17、电控回路图,四、实验操作,培训台功能提供4块培训展板，可供任意选择、搭配，可实现以下演示：气动回路控制自动往复.多点定位.节能控制.张力控制.速度控制.力平衡控制.安全控制电气控制气动逻辑自动化控制.设备顺序动作模拟.继电器逻辑自动控制.PLC编程自动控制.模拟量控制电动缸控制步进马达速度控制.电动缸定位控制,P1培训展板 各类常见驱动元件-气缸，可实现多位置控制。,通过培训掌握：标准气缸的中间停止，气缸运动时的压力变化。单动气缸的动作原理，简单自动往复控制系统。,P1控制展板 各类常见控制元件，可与P1培训展板组成多种控制气动 回路。,通过培训掌握：继电器逻辑自动控制、步进马 达速度控制。电

18、动缸定位控制、PLC编程自动控制。,EP1培训展板 各类仪表类产品、气动机械手组合、电动缸等，可实现多种闭环回路。,通过培训掌握：气动机械手的模拟动作、各类 传感器的特性、电动缸/行程可读 气缸的特性。压力开关的使用及功能、真空发生器的使用、电气比例阀的使用及特性。,EP1控制展板 各类继电器、PLC、触摸屏等，可以实现复杂的控制,通过培训可掌握：继电器逻辑自动控制、步进马 达速度控制。电动缸定位控制、PLC编程自动控制。,操作篇,应用案例,一、送料器 当押下按钮开关后，送料气缸便将一件工件从送料架推进到运输带部份，按钮开关被释放后，气缸便自动缩回。,动作状态,停止状态,如何 设计,操作篇,送

19、料器,解决方案,思考使用单动气缸的好处,操作篇,应用案例,二、夹具装置 在一个钻孔的机器上，首先需要把工件夹紧，而固定工件是采用单动气缸来操作，单动气缸是靠按钮开关控制的。,动作状态,停止状态,如何 设计,操作篇,夹具装置,解决方案一,当按钮开关与驱动气缸距离比较远时，该如何设计？,解决方案二,操作篇,应用案例,三、双手安全装置 一个气啤的操作是靠两个按钮开关制PB1、PB2控制，而两个按钮开关必须按下方可将气啤驱动；在气缸操作过程期间，若任何其中一个按钮未被按着则气缸必须自动缩回。,动作状态,停止状态,如何 设计,操作篇,双手安全装置,解决方案一,当采用双动气缸时，该如何设计？,操作篇,双手

20、安全装置,解决方案二,思考：这样的回路设计存在什么安全隐患？,当工人人为用一固物压住其中一个手动阀，另一只手再进行操作，这时就有产生工伤的可能性了，该如何解决？,操作篇,应用案例,四、客车门控制 车门的开启和关闭是靠两个按钮开关PB1、PB2来控制；押下按钮开关PB1，车门自动开启，再押下按钮开关PB2，则车门自动关闭。,开启状态,关闭状态,如何 设计,操作篇,客车门控制,解决方案一,当除了车内PB1、PB2按钮可控制车门外，车门亦可由置于车外的按钮开关PB3、PB4控制开启或关闭，该如何设计？,操作篇,客车门控制,解决方案二,操作篇,应用案例,五、切割机 当工人操作脚踏制一次时，金属杆便被气

21、动开料机切断，开料机切断金属杆后，会自动返回最高位置，而脚踏制不释放，气缸是不会返回原位。,动作状态,停止状态,脚踏,脚踏,如何 设计,操作篇,切割机,解决方案一,为了安全起见，需要加上保护罩，保护罩关上，开料机才能操作，该如何设计？,解决方案 二,加上保护罩的同时，为了确保切断工件，铡刀需要压下停留3秒钟才自动返回原位，该如何设计？,操作篇,切割机,解决方案 三,如没有气动廷时器时，可以考虑使用什么元件代替，其缺点是什么？,解决方案 四,操作篇,应用案例,六、气控窗户开关控制 在一个生产工场中，空气调节是靠气动操作的窗户来控制；窗户的开闭是靠两个按钮开关PB1、PB2来控制，押下按钮开关PB1刚窗户打开，再押下按钮开关PB2，则窗户关闭，另窗户也可以在中间任何位置停下；如窗户完全关闭时，气动指示灯会显示出来。,半开状态,关闭状态,全开状态,如何 设计,操作篇,气控窗户开关控制,解决方案,思考：这种中间定位有什么缺点？如果要做三点精准的定位该如何设计？多点精准定位又该如何设计？,谢谢！,92,可编辑,