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1、第四章 气压传动应用实例,第一节 气动钻床气压传动系统 第二节 零件使用寿命检测装置 第三节 气动技术在数控机床中的应用,第一节 气动钻床气压传动系统,一、工作过程 专用气动钻床的结构如图4-1所示。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：放上工件后启动，气缸1A活塞杆伸出，夹紧工件气缸2A活塞杆伸出，对工件进行钻孔钻孔结束后，气缸2A活塞杆缩回气缸1A活塞杆缩回，松开工件。,下一页,返回,第一节 气动钻床气压传动系统,二、气动控制回路 图4-2所示为气动钻床的气压控制回路图，其中行程阀1S4用于检测工件是否已经放好。根据第三章中介绍的障碍信号分
2、析方法，可以发现这个工作过程中也存在着障碍信号。在这个回路中排除障碍信号采用了一种新的方法：分组供气法。,下一页,上一页,返回,第一节 气动钻床气压传动系统,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X-D图排障的本质都是一样的，采用这种方法，在分组较少时，回路设计比较直接快捷，但在分组较多时，回路会很复杂。,下一页,上一页,返回,第一节 气动钻床气压传动系统,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。在这个气动回路
3、中，根据工作过程动作程序可分为两组：缸1A活塞伸出、缸2A活塞伸出为第一组；缸2A活塞缩回、缸1A活塞缩回为第二组。对应每组中气缸活塞动作到位的行程阀信号1S2、2S2为第一组，2S1和1S1为第二组。,下一页,上一页,返回,第一节 气动钻床气压传动系统,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：第一组最后一步动作2A缸活塞伸出的完成信号2S2，第二组最后一步动作1A缸活塞缩回的完成信号1S1。所以当2S2发出的信号，换向阀0V切换到右位，使S2供气线路能够给第二组的两个行程阀2S1和1S1供气；当1S1发出信号并且工件已经
4、放好（1S4）和按下了启动按钮（1S3），则换向阀0V切换至左位，使S1供气线路可以给第一组的两个行程阀1S2、2S2供气。,上一页,返回,第二节 零件使用寿命检测装置,一、工作过程如图4-3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。气缸活塞的运动由三个按钮控制：一个按钮控制活塞在一段时间内做连续往复运动；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做单往复运动。,下一页,返回,第二节 零件使用寿命检测装置,二、气动控制回路 图4-4为该检测装置的气动控制回路图。在图中按钮1S3用于控制气缸活塞做单往复运动。按钮1S4
5、用于控制气缸活塞在一段时间内做连续往复运动。按下1S4使1V2换向产生输出，启动延时阀1V5计时同时气缸活塞开始做连续往复运动，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1S5都能切断1V2的输出，让气缸的往复运动停止。,下一页,上一页,返回,第二节 零件使用寿命检测装置,气缸活塞的回缩是由两个控制信号1S2、1S6共同控制的。1S2是行程阀信号，是在气缸活塞伸出到位时产生的输出信号；另一个信号1S6，它只有在气缸伸出时才有的输出信号。将这两个信号通过双压阀进行逻辑“与”处理后来控制气缸活塞缩回可以有效避免一旦1S2错误发出信号造成的气缸
6、活塞误动作。,上一页,返回,第三节 气动技术在数控机床中的应用,在数控机床上，气动装置由于其结构简单、无污染、工作速度快、动作频率高、具有良好过载安全性等特点，常用于完成频繁起动的辅助动作或功率要求不大，精度要求不高的场合，如工件装卸、刀具更换等。 一、H400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、工作台的交换、鞍座的定位与锁紧以及刀库的移动均采用了气压传动。,下一页,返回,第三节 气动技术在数控机床中的应用,1.工作台夹紧回路图4-5所示为H400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，由四个带定位锥的气缸夹紧。为使夹紧速度可调并
7、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YK3、YK4的输出信号作为气缸夹紧和松开的完成信号。,下一页,上一页,返回,第三节 气动技术在数控机床中的应用,2.交换台抬升回路交换台是H400加工中心双工作台交换的关键部件。交换台抬升也采用气压传动，其回路图如图4-6所示。由于交换台提升负载较大（达12000N），气缸活塞回缩时为避免在重力（负值负载）的作用下造成较大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4-6所示回路中的接近开关LS16和LS17用于气缸活塞位置检测来实现整个过程的行程控制。,下
8、一页,上一页,返回,第三节 气动技术在数控机床中的应用,二、VMC750E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、以及数控转台的刹紧松开等部分均采用了气压传动。图4-7所示为该加工中心盘式刀库摆动的气动回路。在图中电磁换向阀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二位二通换向阀1V1、1V2输出口的通断。,下一页,上一页,返回,第三节 气动技术在数控机床中的应用,当换向阀0V1的电磁线圈得电时，一方面接通了回路的气源；另一方面让换向阀1V1和1V2的通口由断开变为导通，使
9、气缸与主控换向阀1V3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的电磁线圈失电时，其输出信号被切断，换向阀1V1和1V2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停止。所以气控换向阀1V1和1V2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。,上一页,返回,图4-1 气动钻床示意图,返回,图4-2 气动钻床气动控制回路图,返回,下一页,图4-2 气动钻床气动控制回路图,返回,上一页,图4-3 零件使用寿命检测装置示意图,返回,图4-4 零件使用寿命检测装置气动控制回路图,返回,图4-5 H400加工中心工作台夹紧回路图,返回,图4-6 H400加工中心交换台抬升回路图,返回,图4-7 VMC750E加工中心盘式刀库回路图,返回,
