液压传动第4章

1、第第4章章 气压传动的应用实例气压传动的应用实例 4. 1气动钻床的气压传动系统气动钻床的气压传动系统 4. 2零件使用寿命检测装置零件使用寿命检测装置 4. 3气动技术在数控机床中的应用气动技术在数控机床中的应用返回4.1 气动钻床的气压传动系统气动钻床的气压传动系统 4.1.1 工作过程工作过程专用气动钻床的结构专用气动钻床的结构如图如图4-1所示所示。它利用一个双作用气缸对工件进。它利用一个双作用气缸对工件进行夹紧，并利用另一个双作用气缸实现钻头的进给。其工作过程为行夹紧，并利用另一个双作用气缸实现钻头的进给。其工作过程为:放上工件后启动，气缸放上工件后启动，气缸1A活塞杆伸出，夹紧工件

2、活塞杆伸出，夹紧工件气缸气缸2A活塞杆伸活塞杆伸出，对工件进行钻孔出，对工件进行钻孔钻孔结束后，气缸钻孔结束后，气缸2A活塞杆缩回活塞杆缩回气缸气缸1A活活塞杆缩回，松开工件。塞杆缩回，松开工件。 4. 1. 2气动控制回路气动控制回路图图4 -2所示所示为气动钻床的气压控制回路图，其中行程阀为气动钻床的气压控制回路图，其中行程阀1S4用于检测用于检测工件是否已经放好。工件是否已经放好。下一页返回4.1 气动钻床的气压传动系统气动钻床的气压传动系统根据第根据第3章中介绍的障碍信号分析方法，可以发现这个工作过程中也章中介绍的障碍信号分析方法，可以发现这个工作过程中也存在着障碍信号。在这个回路中排

3、除障碍信号采用了一种新的方法存在着障碍信号。在这个回路中排除障碍信号采用了一种新的方法:分组供气法。分组供气法。 利用分组供气法排除障碍信号，关键是要把程序中所有行程阀按照利用分组供气法排除障碍信号，关键是要把程序中所有行程阀按照一定规律进行分组，并且在任何时刻只对其中一组供气。这样，只要一定规律进行分组，并且在任何时刻只对其中一组供气。这样，只要保证任何主控阀两侧的原始信号不在同一组，就能将障碍信号排除。保证任何主控阀两侧的原始信号不在同一组，就能将障碍信号排除。分组供气的方法和利用分组供气的方法和利用X-D图排障的本质都是一样的，采用这种方法，图排障的本质都是一样的，采用这种方法，在分组较

4、少时，回路设计比较直接、快捷在分组较少时，回路设计比较直接、快捷;但在分组较多时，回路会但在分组较多时，回路会很复杂。很复杂。对气缸动作程序进行分组时，应保证每个气缸的动作在每组中只出现对气缸动作程序进行分组时，应保证每个气缸的动作在每组中只出现一次。一次。上一页 下一页返回4.1 气动钻床的气压传动系统气动钻床的气压传动系统在这个气动回路中，根据工作过程动作程序可分为两组在这个气动回路中，根据工作过程动作程序可分为两组:缸缸1A活塞伸活塞伸出、缸出、缸2A活塞伸出为第一组活塞伸出为第一组;缸缸2A活塞缩回、缸活塞缩回、缸1A活塞缩回为第二组。活塞缩回为第二组。对应每组中气缸活塞动作到位的行程

5、阀信号对应每组中气缸活塞动作到位的行程阀信号1 S2、2 S2为第一组，为第一组，2S1和和1 S1为第二组。为第二组。 该分组供气回路由具有记忆功能的双气控换向阀该分组供气回路由具有记忆功能的双气控换向阀0V来实现换组。换来实现换组。换组信号是每组最后一个动作完成时发出的行程阀信号，即组信号是每组最后一个动作完成时发出的行程阀信号，即:第一组最第一组最后一步动作缸后一步动作缸2A活塞伸出的完成信号活塞伸出的完成信号2 S2，第二组最后一步动作缸，第二组最后一步动作缸1A活塞缩回的完成信号活塞缩回的完成信号1 S1。所以当。所以当2 S2发出信号，换向阀发出信号，换向阀0v切换切换到右位，使到

6、右位，使S2供气线路能够给第二组的两个行程阀供气线路能够给第二组的两个行程阀2S1和和1 S1供气供气;上一页 下一页返回4.1 气动钻床的气压传动系统气动钻床的气压传动系统当当1 S1发出信号并且工件已经放好发出信号并且工件已经放好(1 S4)和按下了启动按钮和按下了启动按钮(1S3)，则换向阀则换向阀0V切换至左位，使切换至左位，使S1供气线路可以给第一组的两个行程阀供气线路可以给第一组的两个行程阀1 S2 , 2S2供气。供气。单向节流阀单向节流阀2V3使钻孔速度稳定可调，快速排气阀使钻孔速度稳定可调，快速排气阀2V2使钻孔完成后使钻孔完成后钻头能够快速退回。图钻头能够快速退回。图4 -

7、2中的各气控换向阀气控口的画法为旧画法，中的各气控换向阀气控口的画法为旧画法，与标准画法略有不同。与标准画法略有不同。上一页返回4.2 零件使用寿命检测装置零件使用寿命检测装置 4. 2.1工作过程工作过程如图如图4-3所示所示的零件使用寿命检测装置是利用双作用气缸活塞的伸缩的零件使用寿命检测装置是利用双作用气缸活塞的伸缩运动带动一个零件长时间翻转以测试该零件的使用寿命。气缸活塞的运动带动一个零件长时间翻转以测试该零件的使用寿命。气缸活塞的运动由运动由3个按钮控制个按钮控制:一个按钮控制活塞在一段时间内做连续往复运动一个按钮控制活塞在一段时间内做连续往复运动;另一个按钮可以使连续往复运动随时停

8、止另一个按钮可以使连续往复运动随时停止;第三个按钮可以控制活塞第三个按钮可以控制活塞做单往复运动。做单往复运动。 4.2.2气动控制回路气动控制回路图图4 -4为为该检测装置的气动控制回路图。在图中按钮该检测装置的气动控制回路图。在图中按钮1 S3用于控制气用于控制气缸活塞做单往复运动。按钮缸活塞做单往复运动。按钮1 S4用于控制气缸活塞在一段时间内做连用于控制气缸活塞在一段时间内做连续往复运动。续往复运动。下一页返回4.2 零件使用寿命检测装置零件使用寿命检测装置按下按下1 S4使使1V2换向产生输出，启动延时阀换向产生输出，启动延时阀1V5计时同时气缸活塞开计时同时气缸活塞开始做连续往复运

9、动，到达延时阀设定时间后切断双气控换向阀始做连续往复运动，到达延时阀设定时间后切断双气控换向阀1V2的的输出，使气缸活塞的连续运动停止。或者在任何时候按下按钮输出，使气缸活塞的连续运动停止。或者在任何时候按下按钮1 S5都都能切断能切断1V2的输出，让气缸的往复运动停止。的输出，让气缸的往复运动停止。 气缸活塞的回缩是由两个控制信号气缸活塞的回缩是由两个控制信号1S2 , 1 S6共同控制的。共同控制的。1 S2是行是行程阀信号，是在气缸活塞伸出到位时产生的输出信号程阀信号，是在气缸活塞伸出到位时产生的输出信号;另一个信号另一个信号1 S6，它只有在气缸伸出时才有输出信号。将这两个信号通过双压

10、阀，它只有在气缸伸出时才有输出信号。将这两个信号通过双压阀进行逻辑进行逻辑“与与”处理后来控制气缸活塞缩回可以有效避免一旦处理后来控制气缸活塞缩回可以有效避免一旦1 S2错错误发出信号造成的气缸活塞误动作。误发出信号造成的气缸活塞误动作。图图4 -4中气控换向阀气控端的画法也是采用旧画法，与现行标准画法中气控换向阀气控端的画法也是采用旧画法，与现行标准画法有所不同。有所不同。上一页返回4.3 气动技束在数控机床中的应用气动技束在数控机床中的应用 4. 3. 1 H400加工中心的气压传动系统加工中心的气压传动系统H400卧式加工中心的工作台夹紧及刀具的松开和拉紧、工作台的交卧式加工中心的工作台

11、夹紧及刀具的松开和拉紧、工作台的交换、鞍座的定位与锁紧以及刀库的移动均采用了气压传动。换、鞍座的定位与锁紧以及刀库的移动均采用了气压传动。1.工作台夹紧回路工作台夹紧回路图图4 -5所示所示为为H400加工中心的工作台夹紧回路。该加工中心可交换的加工中心的工作台夹紧回路。该加工中心可交换的工作台固定在鞍座上，由工作台固定在鞍座上，由4个带定位锥的气缸夹紧。为使夹紧速度可个带定位锥的气缸夹紧。为使夹紧速度可调并避免夹紧时产生压力冲击，采用两个单向节流阀对气缸活塞进行调并避免夹紧时产生压力冲击，采用两个单向节流阀对气缸活塞进行进气节流速度控制。工作台通过两个可调工作点的压力开关进气节流速度控制。工

12、作台通过两个可调工作点的压力开关YK3 , YK4的输出信号作为气缸夹紧和松开的完成信号。的输出信号作为气缸夹紧和松开的完成信号。2.交换台拾升回路交换台拾升回路下一页返回4.3 气动技束在数控机床中的应用气动技束在数控机床中的应用交换台是交换台是H400加工中心双工作台交换的关键部件。交换台抬升也采加工中心双工作台交换的关键部件。交换台抬升也采用气压传动，其回路图用气压传动，其回路图如图如图4 -6所示所示。由于交换台提升负载较大。由于交换台提升负载较大(达达12 000 N，气缸活塞回缩时为避免在重力，气缸活塞回缩时为避免在重力(负值负载负值负载)的作用下造成较大的作用下造成较大的机械冲击

13、和对机械部件造成损伤，所以对气缸活塞运动采用了排气的机械冲击和对机械部件造成损伤，所以对气缸活塞运动采用了排气节流调速。图节流调速。图4 -6所示回路中的接近开关所示回路中的接近开关LS16和和LS17用于气缸活塞用于气缸活塞位置检测来实现整个过程的行程控制。位置检测来实现整个过程的行程控制。 4.3.2VMC750E加工中心的气压传动系统加工中心的气压传动系统VMC750E型立式加工中心在换刀时刀库的摆动、刀套的翻转、主轴型立式加工中心在换刀时刀库的摆动、刀套的翻转、主轴孔内刀具拉杆的向下运动、主轴吹气、油气润滑单元排送润滑油以及孔内刀具拉杆的向下运动、主轴吹气、油气润滑单元排送润滑油以及数

14、控转台的刹紧松开等部分均采用了气压传动。数控转台的刹紧松开等部分均采用了气压传动。上一页 下一页返回4.3 气动技束在数控机床中的应用气动技束在数控机床中的应用图图4 -7所示所示为该加工中心盘式刀库摆动的气动回路图。在图中电磁换为该加工中心盘式刀库摆动的气动回路图。在图中电磁换向阀向阀0V1一方面控制着回路气源的通断，同时也控制着两个单端气控一方面控制着回路气源的通断，同时也控制着两个单端气控二位二通换向阀二位二通换向阀1V1 , 1V2输出口的通断。输出口的通断。当换向阀当换向阀OV1的电磁线圈得电时，一方面接通了回路的气源的电磁线圈得电时，一方面接通了回路的气源;另一方另一方面让换向阀面

15、让换向阀1V1和和1V2的通口由断开变为导通，使气缸与主控换向阀的通口由断开变为导通，使气缸与主控换向阀1 V3之间形成通路。这样，当主控换向阀之间形成通路。这样，当主控换向阀1V3的换向信号到来时，气缸的换向信号到来时，气缸活塞就能完成相应的伸出和缩回动作。而当换向阀活塞就能完成相应的伸出和缩回动作。而当换向阀0V1的电磁线圈失的电磁线圈失电时，其输出信号被切断，换向阀电时，其输出信号被切断，换向阀1V1和和1V2在复位弹簧作用下迅速在复位弹簧作用下迅速复位，气缸进气口和排气口均处于封闭状态，使气缸活塞的运动迅速复位，气缸进气口和排气口均处于封闭状态，使气缸活塞的运动迅速停止。停止。上一页 下一页返回4.3 气动技束在数控机床中的应用气动技束在数控机床中的应用所以气控换向阀所以气控换向阀1V1和和1V2在这里起到了让气缸活塞在任意位置迅速在这里起到了让气缸活塞在任意位置迅速停止的作用，并能防止切断气源后气缸活塞位置随意改变。停止的作用，并能防止切断气源后气缸活塞位置随意改变。回路中气缸活塞速度控制采用了两个单向节流阀进行排气节流控制。回路中气缸活塞速度控制采用了两个单向节流阀进行排气节流控制。这样主要是为了能有效降低气缸活塞的运动速度，防止刀具在翻转过这样主要是为了能有效降低气缸活塞的运动速度，防止刀具在翻转过程中因运动速度过快而被甩出。程中因运