气动工程应用案例(8个)

目录

应用实例1.自动调节病床 (2)

应用实例2.软床垫耐久性试验机 (4)

应用实例3.自动传输带 (6)

应用实例4.印花机 (8)

应用实例5.自动钻床 (10)

应用实例6.插销分送机构 (13)

应用实例7.垃圾集装压实机 (15)

应用实例8. 自动物料输送 (17)

应用实例1.自动调节病床

在医院的住院病人中，有一些是行动不便的，特别是大小便需要有人照料。自动调节病床为这类病人解决了难题，病人只需轻轻压下一个按钮，便桶就可以从床下自动移至对病人合适的位置，用完后病人只需松开按钮，便桶就可以移回原位，如图 1 所示。

图1自动调节病床

自动调节病床由两只气缸控制，水平气缸 A 使便桶水平移动，垂直气缸 B 使可动床垫移开或复位。操作步骤如下：当病人压下按钮时，气缸 B 后退，退到底后，A 气缸退回，便桶到位；当病人松开按钮时，气缸 A 前进，进到头后，B 气缸上升，便桶、床垫恢复原位。控制系统如图 2 所示，b0 为 B 气缸退到底后的行程开关，a1 为 A 气缸伸到前端的行程开关，只有当 B 气缸将b0 压下后，A 气缸才能退回，另外只有当 A 气缸压下a1 后，B 气缸才能顶出。

图2自动调节病床气动控制系统

应用实例2.软床垫耐久性试验机

试验对象为软床垫，试验要求两个一定形状和质量的模块，从规定的高度以一定频率交替加载，以模拟日常使用条件，检验软床垫对长期重复性载荷的承载能力，试验机如图3所示。

图3软床垫耐久性试验机

气缸A、B 带动两个模块，上下交替加载，其顺序动作为：A1 T1 A0 T2 B1 T1 B0 T2，每次动作间隔需延时T1，自动循环加载，自动计加载次数，计数到达设定值后，自动停止，位置流程图如图4：

图4软床垫耐久性试验机位置流程图

采用步进模块对系统进行设计，如图5，计数信号为w1、w2，由两只延时阀实现动作间隔延时，启动时同时对步进模块总复位，计数器可进行预先置数，当达到设定值时发出停

止信号。

图5软床垫耐久性试验机气动步进控制系统

应用实例3.自动传输带

通过棘轮机构使传输带间隔地传递工件，棘轮机构的运动由气缸进退实现，如图 6 所示，气动回路如图7 所示，控制阀为2 位5 通双电控换向阀。控制程序由电气回路实现，如图8所示，S1、S2 为气缸的接近开关，S3 为启动按钮，Y1、Y2 为电磁铁，按下启动按钮，Y1、Y2 分别间隔通电，气缸间隔换向，可实现传输带的自动进给。

图6自动传输带

图7自动传输带气控回路

图8自动传输带电气回路

应用实例4.印花机

印花机由传输、印刷、切割三部分组成，如图9。

图9印花机

A 气缸实现印花，

B 气缸实现切割，

C 气缸实现自动进给，换向阀V0/V1 控制真空发生器，当V1 通气时，真空吸盘吸住印花对象，使气缸C 可带动对象前进，当V0 通气时，真孔吸盘松开印花对象。位置流程图如图10。

图10印花机位置流程图

控制系统设计可采用两种方法：

1.逻辑函数简化实现，如图11；

图11印花机气动逻辑控制系统2.步进模块设计方法，如图12。

图12印花机气动步进控制系统

应用实例5.自动钻床

机械加工自动化流水线中，通过自动钻床加工一零件，加工步骤：先在零件中心钻孔，然后攻螺纹。

主要加工设备为四台自动钻床，其中两台完成钻孔，两台完成攻丝，如图13。零件加工时，由夹紧气缸将零件定位夹紧，然后由自动进给气缸通过齿轮齿条机构实现钻头前进、后退。在攻丝前进时，电机正转，攻丝后退时，电机反转。

图13机械加工自动化流水线

当加工孔较深时，通过控制自动进给气缸多段进退将铁屑排出。动作由A、B 两个气缸完成，A 气缸实现夹紧，B 气缸实现钻头进给。

工作程序为：按下启动按钮，气缸A 前进，将工件夹紧，然后B 气缸带动钻头进给，当钻头至行程开关b2 时，B 气缸退回至b1，排除铁屑，然后继续进给至b3，再退回至b1，排除铁屑，最后进给至b4,，退回至b0 原位，完成钻孔，A 气缸退回，松开工件。位置流程图如图14。

图14自动钻床位置流程图

控制系统设计可采用两种方法：

1.控制采用全气动步进控制模块，系统回路如图15 所示。

图15自动钻床气动控制系统

2.控制采用PLC 控制，采用OMRON C20PLC。将2 位5 通气控换向阀换成2 位5 通电控换向阀，输出地址：A0—501，A1—502，B0—503，B1—504。行程开关换成电接近开关，输入地址：a0—001，a1—002，b0—003，b1—004，b2—005，b3—006，b4—007。其PLC控制梯形图如图16。

图16自动钻床PLC 控制梯形图

应用实例6.插销分送机构

插销分送机构是将插销有节奏地送入测量机，如图17 所示。

图17插销分送机构

要求气缸 A 前向冲程时间t1=0.6s,回程时间t2=0.4s,停止在前端位置的时间t3=1.0s，一个工作循环完成后，自动连续下一循环。位置流程图如图18。

图18插销分送机构位置流程图

前向冲程时间可由进程节流阀调节，停顿时间由延时阀调节，控制回路如图19 所示。

V0 调节气缸退回速度，V1 调节气缸前进速度，s 为启动按钮，T 为调节停顿时间，a0、a1 为气缸行程开关。

图19插销分送机构气动控制系统

应用实例7.垃圾集装压实机

集装压实机如图20，其原理是将垃圾从左向右推，然后从上向下压实。其动作由A、B 两个气缸完成。按下启动按钮s 后，首先A 气缸前进将垃圾向前推，然后B 气缸前进将垃圾压实，最后A、B 气缸退回。当垃圾箱装满前，退回信号由B 气缸的前行程开关b0 判断，当垃圾箱装满时，主压实机B 气缸不能到达前行程开关b0，A、B 气缸的回程由压力顺序阀控制，压力顺序阀设置在p=0.28MPa 时动作。位置流程图如图21。控制回路如图22。

图20垃圾集装压实机

图21垃圾集装压实机位置流程图