CN105864229B - 一种气电混用摇臂防落气路控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气电混用摇臂防落气路控制系统，包括控制器、手动按钮、第一两位电磁阀、第二三位电磁阀、第三两位电磁阀、手动两位阀、气控双向两位阀和单向阀，第一两位电磁阀的进气口、第二三位电磁阀的进气口、第三两位电磁阀的进气口和气控双向两位阀的进气口均分别连接气源，手动两位阀的进气口连接第一两位电磁阀的气缸口，手动两位阀的出气口连接气控双向两位阀的第一气控口，气控双向两位阀的气缸口连接单向阀的进气口，气控双向两位阀的第二气控口分别连接气缸的缩回进气口和第三两位电磁阀的气缸口。与现有技术相比，本发明通过气路控制的设计，加以控制器控制，达到摇臂自锁并自动打开的功能。

Description

一种气电混用摇臂防落气路控制系统
技术领域
本发明涉及一种气路控制系统，尤其是涉及一种气电混用摇臂防落气路控制系统。
背景技术
目前汽车行业对于人工上料时为防止工件掉落通常会预先采用安装在气缸上的手动摇臂进行预夹紧，随后通过通气给气缸再次夹紧。在此种情况下通常由于摇臂重心的原因导致摇臂回落，无法实现夹紧后的锁定功能。而通常使用的防落机械结构，如卡簧、滚珠弹簧等由于使用寿命问题导致更换频繁，影响现场作业效率。因此需要一种气电混合回路，对安装在气缸上的手动摇臂进行人为锁死，并保证自动打开。
中国专利CN204423015U公开了一种气路控制装置，包括，阀板、电磁阀、调速阀门、消声器、气源系统、控制模块，以及按钮，其特征在于，所述阀板，其分别与所述气源系统、所述电磁阀，以及所述消声器相连接；所述电磁阀，其分别与所述阀板、所述控制模块，以及所述调速阀门相连接；所述控制模块，其分别与所述按钮和所述电磁阀相连接。该专利若应用于摇臂预夹紧的工况，会出现任何时候按下按钮都会有摇臂翻转动作的问题，存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种气电混用摇臂防落气路控制系统，通过气路控制的设计，加以控制器控制，达到摇臂自锁并自动打开的功能。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种气电混用摇臂防落气路控制系统，用于控制驱动摇臂的气缸，包括控制器、手动按钮、第一两位电磁阀、第二三位电磁阀、第三两位电磁阀、手动两位阀、气控双向两位阀和单向阀，所述第一两位电磁阀的进气口、第二三位电磁阀的进气口、第三两位电磁阀的进气口和气控双向两位阀的进气口均分别连接气源，所述手动两位阀的进气口连接第一两位电磁阀的气缸口，手动两位阀的出气口连接气控双向两位阀的第一气控口，所述气控双向两位阀的气缸口连接单向阀的进气口，气控双向两位阀的第二气控口分别连接气缸的缩回进气口和第三两位电磁阀的气缸口，所述单向阀的出气口分别连接气缸的伸出进气口和第二三位电磁阀的气缸口，所述控制器分别连接第一两位电磁阀、第二三位电磁阀、第三两位电磁阀，所述手动按钮连接气控双向两位阀。
摇臂初始向下吊着，此时气缸缩回，第一两位电磁阀、第三两位电磁阀、手动两位阀、气控双向两位阀均分别处于进气封闭且排气相通的初始位，第二三位电磁阀处于进气与排气封闭的中封位；
摇臂向上翻转时，按压手动按钮，同时控制器控制第一两位电磁阀切换到进气相通且排气封闭的工作位，手动按钮按下后使得手动两位阀切换到进气相通且排气封闭的工作位，气源经第一两位电磁阀、手动两位阀进入气控双向两位阀的第一气控口，使得气控双向两位阀切换到进气相通且排气封闭的工作位，气源经气控双向两位阀、单向阀进入气缸的伸出进气口，气缸伸出并向摇臂提供向上压紧的力，手动按钮复位后使得手动两位阀切换回进气封闭且排气相通的初始位，同时控制器控制第二三位电磁阀切换到进气相通且排气封闭的工作位，气源还经第二三位电磁阀进入气缸的伸出进气口，使得摇臂进一步向上压紧且保持向上压紧状态；
控制器控制第二三位电磁阀切换到进气封闭且排气相通的初始位，同时控制第三两位电磁阀切换到进气相通且排气封闭的工作位，气源经第三两位电磁阀分别进入气缸的缩回进气口和气控双向两位的第二气控口，使得气控双向两位阀切换回进气封闭且排气相通的初始位，且气缸的伸出进气口经第二三位电磁阀排出气体，气缸缩回使得摇臂放下，控制器控制第一两位电磁阀切换回进气封闭且排气相通的初始位。
该系统还包括摇臂翻转感应器，所述摇臂翻转感应器连接控制器，当摇臂翻转感应器感应到摇臂翻转时，向控制器发送摇臂翻转感应信号，控制器根据摇臂翻转感应信号控制第一两位电磁阀切换工作状态。
所述第一两位电磁阀和第三两位电磁阀均采用两位五通电磁阀。
所述第二三位电磁阀采用三位五通中封电磁阀。
该系统还包括阀片母板，所述第一两位电磁阀、第二三位电磁阀、第三两位电磁阀分别通过阀片母板连接气源。
所述阀片母板包括供气气路和排气气路，所述供气气路连接气源，所述排气气路连接有排气消声节流阀，所述第一两位电磁阀的进气口、第二三位电磁阀的进气口和第三两位电磁阀的进气口分别连接供气气路，所述第一两位电磁阀的排气口、第二三位电磁阀的排气口和第三两位电磁阀的排气口分别连接排气气路。
所述手动两位阀和气控双向两位阀均分别设有排气消声节流阀。
所述控制器为PLC控制器。
所述控制器连接有触控屏。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)由于摇臂上携带有其他驱动结构，导致摇臂重量较大，翻转后由于重心问题会下落，无法保证翻转后的锁死，因此，本发明通过气路控制的设计，加以控制器控制，提出一种气电混合回路，增加设置手动两位阀，对安装在气缸上的手动摇臂进行夹紧后的锁死，并利用控制器实现摇臂自动打开的功能，无需额外设计防落机械结构，即可有效地防止摇臂因重力而回路，有效地提高现场作业效率。
2)从安全方面出发考虑，本发明在气路上设置第一两位电磁阀，可大大增加摇臂夹紧动作的安全性，无摇臂翻转的安全隐患，如果没有第一两位电磁阀，则在任何时候按下气控手动按钮都会有摇臂翻转动作。
3)本发明的第二三位电磁阀设置有中封位，可实现摇臂的锁死，保证气缸稳定驱动摇臂向上夹紧，如何没有设置中封位，则气控双向两位阀通气后气路会往气缸流动的同时也会往第二三位电磁阀流动，则造成气缸漏气。
4)本发明在气缸与气控双向两位阀之间的气路上设置单向阀，防止摇臂打开时，气路会往气控双向两位阀流动，造成泄气，摇臂无法打开。
5)本发明设置阀片母板，所有电磁阀的供气出气都通过阀片母板进行，集中供气出气可有效地节省空间。
6)本发明设置摇臂翻转感应器，来提供控制第一两位电磁阀自动切换的摇臂翻转感应信号，保证摇臂顺利锁死与自动打开。
7)本发明由PLC控制器、阀片以及气路来实现摇臂防落控制，制作成本低，使用范围广，同时设置触控屏，有利于工人现场操作。
8)本发明结构简单，使用寿命长，便于维修与组装。
附图说明
图1为夹紧工件内气缸与摇臂的连接关系示意图；
图2为气电混用摇臂防落气路控制系统的整体结构示意图；
图3为夹紧工件初始状态下气电回路的结构示意图；
图4为摇臂向上翻转时下气电回路的结构示意图；
图5为夹紧工件压紧状态下下气电回路的结构示意图；
图6为摇臂向下翻转时下气电回路的结构示意图。
图中：1、摇臂，2、气缸，3、气源，4、控制器，5、手动按钮，6、第一两位电磁阀，7、第二三位电磁阀，8、第三两位电磁阀，9、手动两位阀，10、气控双向两位阀，11、单向阀，12、摇臂翻转感应器，13、阀片母板，14、排气消声节流阀，15、主气管，16、气控气管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，气缸2和摇臂1构成夹紧工件，气缸2水平放置，气缸2的自由端连接摇臂1的一端，摇臂1的另一端上设有夹紧工件的定位型面，初始时，摇臂1向下吊着，气缸2的自由端缩回，夹紧工件时，摇臂1向上翻转，气缸2的自由端伸出并驱动摇臂1向上翻转，如图2所示，一种用于控制驱动摇臂1的气缸2、防止摇臂1在夹紧定位时因重力而回落的气电混用摇臂防落气路控制系统，包括控制器4和由控制器4控制的气电混合回路，所述气电混合回路包括手动按钮5、第一两位电磁阀6、第二三位电磁阀7、第三两位电磁阀8、手动两位阀9、气控双向两位阀10和单向阀11，第一两位电磁阀6的进气口、第二三位电磁阀7的进气口、第三两位电磁阀8的进气口和气控双向两位阀10的进气口均分别连接气源3，手动两位阀9的进气口通过主气管连接第一两位电磁阀6的气缸口，手动两位阀9的出气口通过气控气管连接气控双向两位阀10的第一气控口，气控双向两位阀10的气缸口通过主气管连接单向阀11的进气口，气缸2的缩回进气口通过主气管连接第三两位电磁阀8的气缸口，气控双向两位阀10的第二气控口通过气控气管连接气缸2的缩回进气口和第三两位电磁阀8的气缸口之间的气管，单向阀11的出气口通过主气管分别连接气缸2的伸出进气口和第二三位电磁阀7的气缸口，控制器4分别连接第一两位电磁阀6、第二三位电磁阀7、第三两位电磁阀8，手动按钮5连接气控双向两位阀10，气控气管一般比较细，采用外径6毫米的气管。
第一两位电磁阀6和第三两位电磁阀8均采用两位五通电磁阀，两位五通电磁阀包括两个气缸口、两个排气口和一个进气口，并可通过电信号控制在工作位和初始位之间切换工作，是基本电磁阀片组件，通过换向来控制气路的进出。
第二三位电磁阀7采用三位五通中封电磁阀，三位五通中封电磁阀包括两个气缸口、两个排气口和一个进气口，并可通过电信号控制在工作位、初始位和中封位之间切换工作，是基本电磁阀片组件，通过换向来控制气路的进出，同时携带原位封气功能，保证气路不泄气。
气控双向两位阀10通过第一气控口和第二气控口的进气来实现初始位和工作位之间的切换。
手动按钮5为主要的控制按钮，负责控制摇臂1翻转后的通气功能，气控双向双位阀用于控制气缸2的进出气，单向阀11用于防止气电混合回路中的气体回流。
该系统还包括摇臂翻转感应器12，摇臂翻转感应器12连接控制器4，当摇臂翻转感应器12感应到摇臂1翻转时，向控制器4发送摇臂翻转感应信号，控制器4根据摇臂翻转感应信号控制第一两位电磁阀6切换工作状态。
该系统还包括阀片母板13，第一两位电磁阀6、第二三位电磁阀7、第三两位电磁阀8分别通过阀片母板13连接气源3，气源3为整个气电混合回路供气。
阀片母板13包括供气气路和排气气路，供气气路连接气源3，排气气路连接有排气消声节流阀14，第一两位电磁阀6的进气口、第二三位电磁阀7的进气口和第三两位电磁阀8的进气口分别连接供气气路，第一两位电磁阀6的排气口、第二三位电磁阀7的排气口和第三两位电磁阀8的排气口分别连接排气气路。本实施例中，阀片母板13采用三联电磁阀导，包括一路的供气气路和两路的排气气路，所有电磁阀的供气排气都经过此阀片母板13进行，可以减小整体结构，节省空间。
手动两位阀9和气控双向两位阀10均分别设有排气消声节流阀14。
控制器4为PLC控制器，并连接有触控屏。
如图3所示，摇臂1初始向下吊着，此时气缸2缩回，第一两位电磁阀6、第三两位电磁阀8、手动两位阀9、气控双向两位阀10均分别处于进气封闭且排气相通的初始位，第二三位电磁阀7处于进气与排气封闭的中封位。
如图4所示，摇臂1向上翻转并按压手动按钮5时，第一两位电磁阀6、手动两位阀9、气控双向两位阀10和气缸2有动作变化，具体为：按压手动按钮5，同时控制器4控制第一两位电磁阀6切换到进气相通且排气封闭的工作位，手动按钮5按下后使得手动两位阀9切换到进气相通且排气封闭的工作位，气源3经第一两位电磁阀6、手动两位阀9进入气控双向两位阀10的第一气控口，推动气控双向两位阀10换向，气控双向两位阀10切换到进气相通且排气封闭的工作位，气源3经气控双向两位阀10、单向阀11进入气缸2的伸出进气口，气缸2伸出并向摇臂1提供向上压紧的力，如图5所示，摇臂1保持向上压紧状态时，手动两位阀9动作，第二三位电磁阀7动作，具体为：手动按钮5复位后使得手动两位阀9切换回进气封闭且排气相通的初始位，此时气控双向两位阀10保持状态不动，同时控制器4控制第二三位电磁阀7切换到进气相通且排气封闭的工作位，气源3还经第二三位电磁阀7进入气缸2的伸出进气口，使得摇臂1进一步向上压紧且保持向上压紧状态；
如图6所示，第二三位电磁阀7和第三两位电磁阀8通电且摇臂1放下时，第一两位电磁阀6、第二三位电磁阀7、第三两位电磁阀8和气控双向两位阀10有动作，具体为：控制器4控制第二三位电磁阀7切换到进气封闭且排气相通的初始位，同时控制第三两位电磁阀8切换到进气相通且排气封闭的工作位，气源3经第三两位电磁阀8分别进入气缸2的缩回进气口和气控双向两位的第二气控口，推动气控双向两位阀10，气控双向两位阀10切换回进气封闭且排气相通的初始位，完成一个循环动作，且气缸2的伸出进气口经第二三位电磁阀7排出气体，气缸2缩回使得摇臂1放下，控制器4控制第一两位电磁阀6切换回进气封闭且排气相通的初始位。
从以上气电混合回路的工作状态分析可知，第一两位电磁阀6的主要作用是从安全方面进行考虑，如没有第一两位电磁阀6则在任何时候按下手动按钮5都会有气缸2翻转动作，存在安全隐患。第二三位电磁阀7采用中封式，主要考虑气控双向两位阀10通气后气路往气缸2跑的同时也会往第二三位电磁阀7跑，造成气缸2漏气，从而无法实现摇臂1锁死，而中封式阀片避免了此问题的发生。单向阀11主要考虑摇臂1打开时气路会往气控双向两位阀10跑动，造成泄气，摇臂1无法打开，因此需要增加此单向阀11，同时单向阀11还有一个作用：在手动按钮5损坏时可以通过触控屏控制第二三位电磁阀7的工作位得电，直接压紧气缸2，如果没有此单向阀11，则在第二三位电磁阀7的工作位得电时会造成气往气控双向两位阀10跑入大气，气缸2无法压紧，同时此作用也可以用于设备空运行时的程序设定。
实际操作时的动作顺序：
1、人工手动翻转摇臂1后，通过摇臂1侧面的摇臂翻转感应器12感应到摇臂1翻转，第一两位电磁阀6得电，气路走至气控双向两位阀10处，按下手动按钮5，气控双向两位阀10的工作位通气，换向后气路通过单向阀11进入气缸2，气缸2通气，摇臂1保持翻转后的状态。
2、人工作业结束后，按下由控制器4的自动按钮，第二三位电磁阀7、第三两位电磁阀8的工作位同时得电，气路进入气缸2，摇臂1自动打开。

Claims (10)

1.一种气电混用摇臂防落气路控制系统，用于控制驱动摇臂(1)的气缸(2)，其特征在于，包括控制器(4)、手动按钮(5)、第一两位电磁阀(6)、第二三位电磁阀(7)、第三两位电磁阀(8)、手动两位阀(9)、气控双向两位阀(10)和单向阀(11)，所述第一两位电磁阀(6)的进气口、第二三位电磁阀(7)的进气口、第三两位电磁阀(8)的进气口和气控双向两位阀(10)的进气口均分别连接气源(3)，所述手动两位阀(9)的进气口连接第一两位电磁阀(6)的气缸口，手动两位阀(9)的出气口连接气控双向两位阀(10)的第一气控口，所述气控双向两位阀(10)的气缸口连接单向阀(11)的进气口，气控双向两位阀(10)的第二气控口分别连接气缸(2)的缩回进气口和第三两位电磁阀(8)的气缸口，所述单向阀(11)的出气口分别连接气缸(2)的伸出进气口和第二三位电磁阀(7)的气缸口，所述控制器(4)分别连接第一两位电磁阀(6)、第二三位电磁阀(7)、第三两位电磁阀(8)，所述手动按钮(5)连接气控双向两位阀(10)。
2.根据权利要求1所述的一种气电混用摇臂防落气路控制系统，其特征在于，摇臂(1)初始向下吊着，此时气缸(2)缩回，第一两位电磁阀(6)、第三两位电磁阀(8)、手动两位阀(9)、气控双向两位阀(10)均分别处于进气封闭且排气相通的初始位，第二三位电磁阀(7)处于进气与排气封闭的中封位；
摇臂(1)向上翻转时，按压手动按钮(5)，同时控制器(4)控制第一两位电磁阀(6)切换到进气相通且排气封闭的工作位，手动按钮(5)按下后使得手动两位阀(9)切换到进气相通且排气封闭的工作位，气源(3)经第一两位电磁阀(6)、手动两位阀(9)进入气控双向两位阀(10)的第一气控口，使得气控双向两位阀(10)切换到进气相通且排气封闭的工作位，气源(3)经气控双向两位阀(10)、单向阀(11)进入气缸(2)的伸出进气口，气缸(2)伸出并向摇臂(1)提供向上压紧的力，手动按钮(5)复位后使得手动两位阀(9)切换回进气封闭且排气相通的初始位，同时控制器(4)控制第二三位电磁阀(7)切换到进气相通且排气封闭的工作位，气源(3)还经第二三位电磁阀(7)进入气缸(2)的伸出进气口，使得摇臂(1)进一步向上压紧且保持向上压紧状态；
控制器(4)控制第二三位电磁阀(7)切换到进气封闭且排气相通的初始位，同时控制第三两位电磁阀(8)切换到进气相通且排气封闭的工作位，气源(3)经第三两位电磁阀(8)分别进入气缸(2)的缩回进气口和气控双向两位的第二气控口，使得气控双向两位阀(10)切换回进气封闭且排气相通的初始位，且气缸(2)的伸出进气口经第二三位电磁阀(7)排出气体，气缸(2)缩回使得摇臂(1)放下，控制器(4)控制第一两位电磁阀(6)切换回进气封闭且排气相通的初始位。
3.根据权利要求2所述的一种气电混用摇臂防落气路控制系统，其特征在于，该系统还包括摇臂翻转感应器(12)，所述摇臂翻转感应器(12)连接控制器(4)，当摇臂翻转感应器(12)感应到摇臂(1)翻转时，向控制器(4)发送摇臂翻转感应信号，控制器(4)根据摇臂翻转感应信号控制第一两位电磁阀(6)切换工作状态。
4.根据权利要求1所述的一种气电混用摇臂防落气路控制系统，其特征在于，所述第一两位电磁阀(6)和第三两位电磁阀(8)均采用两位五通电磁阀。
5.根据权利要求1所述的一种气电混用摇臂防落气路控制系统，其特征在于，所述第二三位电磁阀(7)采用三位五通中封电磁阀。
6.根据权利要求1所述的一种气电混用摇臂防落气路控制系统，其特征在于，该系统还包括阀片母板(13)，所述第一两位电磁阀(6)、第二三位电磁阀(7)、第三两位电磁阀(8)分别通过阀片母板(13)连接气源(3)。
7.根据权利要求6所述的一种气电混用摇臂防落气路控制系统，其特征在于，所述阀片母板(13)包括供气气路和排气气路，所述供气气路连接气源(3)，所述排气气路连接有排气消声节流阀(14)，所述第一两位电磁阀(6)的进气口、第二三位电磁阀(7)的进气口和第三两位电磁阀(8)的进气口分别连接供气气路，所述第一两位电磁阀(6)的排气口、第二三位电磁阀(7)的排气口和第三两位电磁阀(8)的排气口分别连接排气气路。
8.根据权利要求1所述的一种气电混用摇臂防落气路控制系统，其特征在于，所述手动两位阀(9)和气控双向两位阀(10)均分别设有排气消声节流阀(14)。
9.根据权利要求1所述的一种气电混用摇臂防落气路控制系统，其特征在于，所述控制器(4)为PLC控制器。
10.根据权利要求1所述的一种气电混用摇臂防落气路控制系统，其特征在于，所述控制器(4)连接有触控屏。
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