CN108533543B - 基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统及方法，它包括气源系统，所述气源系统与主供气管相连；所述主供气管上依次连接有一号三位五通电磁阀、二号三位五通电磁阀、三号三位五通电磁阀、四号三位五通电磁阀和五号三位五通电磁阀。通过采用新型气动调速阀，并将其运用于机械夹爪和顶升一体化气动控制系统中，有效的克服现有技术的缺陷与不足，进而保证气动系统控制的可靠性，此外此气动调速阀能防止误操作、可视化观察、体现流量再现性。

Description

基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统及 方法

技术领域

本发明涉及基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统及方法，属于阀门领域。

背景技术

气动调速阀是通过改变通流截面孔径大小及节流长度来控制气体流量的阀门，现有的调速阀通常采用调节旋钮带动调节杆与阀芯的相互配合来实现流量控制的目的，由于调节杆上不具有刻度，调节的流量不能做数值管理，只能根据出口的流量来大致的调节，调节精度不高；旋钮调节时也没有刻度标记，不便操作；也不能指示调节杆的原始位置，在调节后回到原始位置来达到与调节之前相同的流量。

此外，在很多自动化生产线上，需要用到大量的机械夹爪和机械手来替代传统的人工作业，进而提高工作效率，为了保证气动控制系统的控制可靠性，需要用到气动调速阀。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统及方法，通过采用新型气动调速阀，并将其运用于机械夹爪和顶升一体化气动控制系统中，有效的克服现有技术的缺陷与不足，进而保证气动系统控制的可靠性，此外此气动调速阀能防止误操作、可视化观察、体现流量再现性。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统，它包括气源系统，所述气源系统与主供气管相连；所述主供气管上依次连接有一号三位五通电磁阀、二号三位五通电磁阀、三号三位五通电磁阀、四号三位五通电磁阀和五号三位五通电磁阀。

所述一号三位五通电磁阀通过第一供气回路与第一顶升气缸相连；所述三号三位五通电磁阀通过第二供气回路与第二顶升气缸相连；所述四号三位五通电磁阀通过第三供气回路与第一夹爪气缸相连，所述五号三位五通电磁阀通过第四供气回路与第二夹爪气缸相连。

所述气源系统包括供气气源，所述供气气源通过气源过滤器与减压阀相连，所述减压阀与主供气管相连；

所述第一供气回路包括第一单向节流阀，所述第一单向节流阀与一号三位五通电磁阀的A口相连，第一单向节流阀通过第一气动调速阀与第一顶升气缸的无杆腔相连，所述第一顶升气缸的有杆腔通过第二气动调速阀与一号三位五通电磁阀的B口相连。

所述第二供气回路包括第二单向节流阀，所述第二单向节流阀与三号三位五通电磁阀的A口相连，第二单向节流阀通过第三气动调速阀与第二顶升气缸的无杆腔相连，所述第二顶升气缸的有杆腔通过第四气动调速阀与三号三位五通电磁阀的B口相连。

所述第三供气回路包括第五气动调速阀和第六气动调速阀；所述第五气动调速阀分别与四号三位五通电磁阀的A口和第一夹爪气缸的无杆腔相连；所述第六气动调速阀分别与四号三位五通电磁阀的B口和第一夹爪气缸的有杆腔相连。

所述第四供气回路包括第七气动调速阀和第八气动调速阀；所述第七气动调速阀分别与五号三位五通电磁阀的A口和第二夹爪气缸的无杆腔相连；所述第八气动调速阀分别与五号三位五通电磁阀的B口和第二夹爪气缸的有杆腔相连。

所述第一供气回路的第一单向节流阀和第二气动调速阀、第二供气回路的第三单向节流阀和第四气动调速阀、第三供气回路的第五单向节流阀和第六气动调速阀以及第四供气回路的第七单向节流阀和第八气动调速阀都采用相同结构的气动调速阀；

所述气动调速阀包括流量调节旋钮和气管接口，所述流量调节旋钮和气管接口之间设有刻度指示壳体，所述刻度指示壳体设有刻度窗口，所述刻度窗口内显示的数字为流量调节旋钮旋转的圈数。

所述流量调节旋钮远离刻度指示壳体一侧设有刻度指示槽，所述刻度指示壳体靠近流量调节旋钮一侧设有刻度标记。

所述刻度标记共有四个且沿刻度指示壳体的圆周均布。

所述刻度指示壳体与气管接口的夹角为0°或90°或180°或270°；

所述气管接口的下侧并靠近气缸连接螺纹一侧设置有止口圈，所述止口圈包括活动阻挡面和固定阻挡面；

所述流量调节旋钮为带锁装置，所述流量调节旋钮下压时为锁定状态、上拉时为非锁定状态。

任意一项基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统的控制方法：

第一顶升气缸在举升或下降过程中，YV9均保持通电状态；

电磁阀YV7通电，第一顶升气缸活塞杆伸出，实现举升，活塞杆伸出发出SP6信号后，YV7断电，电磁阀处于中位；此时，YV9须保持断电状态，以实现气缸锁紧状态；当要解锁时，使YV9通电；

电磁阀YV8通电，第一顶升气缸活塞杆退回，实现下降，活塞杆退回发出SP5信号后，YV8断电，电磁阀处于中位；此时，YV9须保持断电状态，以实现气缸锁紧状态；当要解锁时，使YV9通电；

第二顶升气缸在举升或下降过程中，YV10均保持通电状态；

电磁阀YV11通电，第二顶升气缸活塞杆伸出，实现举升，活塞杆伸出发出SP8信号后，YV11断电，电磁阀处于中位；此时，YV10须保持断电状态，以实现气缸锁紧状态；当要解锁时，使YV10通电；

电磁阀YV12通电，第二顶升气缸活塞杆退回，实现下降，活塞杆退回发出SP7信号后，YV12断电，电磁阀处于中位；此时，YV10须保持断电状态，以实现气缸锁紧状态；当要解锁时，使YV10通电；

电磁阀YV13通电，第一夹爪气缸实现抓料动作，待发出SP10信号后，YV13断电，电磁阀处于中位；

电磁阀YV14通电，第一夹爪气缸实现放料动作，待发出SP9信号后，YV14断电，电磁阀处于中位；

电磁阀YV15通电，第二夹爪气缸实现抓料动作，待发出SP12信号后，YV15断电，电磁阀处于中位；

电磁阀YV16通电，第二夹爪气缸实现放料动作，待发出SP11信号后，YV16断电，电磁阀处于中位。

本发明有如下有益效果：

1、通过采用上述的气动控制系统，能够用于自动化生产线上的举升和抓取动作，工作过程中，通过气源系统进行供气，再由相应的供气回路实现多个顶升气缸和夹爪气缸的动作，进而实现自动化生产，提高自动化程度，提高工作效率。

2、通过采用上述的气动调速阀，刻度指示壳体设有刻度窗口，所述刻度窗口内显示的数字为流量调节旋钮旋转的圈数。通过对流量的数值管理，便于减少作业时间，并有效降低设定错误发生的概率。

3、刻度标记此处沿圆周均布的四个刻度可以对刻度窗口显示数值进行补充，弥补非整数圈的旋转情况。

4、流量调节旋钮为带锁装置，可有效防止非专业人士对气动调速阀的误操作。

5、刻度指示壳体与气管接口的夹角为0°或90°或180°或270°，可根据实际工况选择对应刻度窗方向的气动调速阀，可以有效减少检查和保养维护所需的时间，设计选型时的参考范围也有所扩大。

6、气管接口的下侧并靠近气缸一侧设置有止口圈可保证旋钮旋转圈数的一致性，旋钮旋转圈数的误差几乎不会发生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的气动控制系统原理图。

图2为本发明气动调速阀调节旋钮非锁定状态的结构示意图。

图3为本发明气动调速阀调节旋钮锁定状态的结构示意图。

图4为本发明气动调速阀刻度槽及刻度标记的示意图。

图5为本发明气动调速阀活动阻挡面和固定阻挡面放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图1，基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统，它包括气源系统，所述气源系统与主供气管12相连；所述主供气管12上依次连接有一号三位五通电磁阀13、二号三位五通电磁阀14、三号三位五通电磁阀15、四号三位五通电磁阀16和五号三位五通电磁阀17。所述一号三位五通电磁阀13通过第一供气回路与第一顶升气缸21相连；所述三号三位五通电磁阀15通过第二供气回路与第二顶升气缸25相连；所述四号三位五通电磁阀16通过第三供气回路与第一夹爪气缸28相连，所述五号三位五通电磁阀17通过第四供气回路与第二夹爪气缸31相连。工作过程中，通过所述的气源系统能够用于供气作业，通过所述的多个三位五通电磁阀能够实现气路的切换，进而控制多个顶升气缸和夹爪气缸的动作，提高了工作效率。

进一步的，所述气源系统包括供气气源9，所述供气气源9通过气源过滤器10与减压阀11相连，所述减压阀11与主供气管12相连；通过上述的气源系统能够用于气动控制系统的供气，保证了供气效率和质量。

进一步的，所述第一供气回路包括第一单向节流阀18，所述第一单向节流阀18与一号三位五通电磁阀13的A口相连，第一单向节流阀18通过第一气动调速阀19与第一顶升气缸21的无杆腔相连，所述第一顶升气缸21的有杆腔通过第二气动调速阀20与一号三位五通电磁阀13的B口相连。通过所述的第一供气回路能够用于控制第一顶升气缸21的顶升或下降动作，进而实现其自动化控制。进一步的，所述第一顶升气缸21上安装有两个磁性开关，分别能够发出SP6信号和SP5信号，进而实现自动化控制。进一步的，所述一号三位五通电磁阀13上设置有电磁阀YV7和电磁阀YV8。

进一步的，所述第二供气回路包括第二单向节流阀22，所述第二单向节流阀22与三号三位五通电磁阀15的A口相连，第二单向节流阀22通过第三气动调速阀23与第二顶升气缸25的无杆腔相连，所述第二顶升气缸25的有杆腔通过第四气动调速阀24与三号三位五通电磁阀15的B口相连。通过所述的第二供气回路能够用于控制第二顶升气缸25的顶升或下降动作，进而实现其自动化控制。进一步的，所述第二顶升气缸25上安装有两个磁性开关，分别能够发出SP8信号和SP7信号，进而实现自动化控制。进一步的，所述三号三位五通电磁阀15上设置有电磁阀YV11和电磁阀YV12。所述二号三位五通电磁阀14上设置有电磁阀YV9和电磁阀YV10。

进一步的，所述第三供气回路包括第五气动调速阀26和第六气动调速阀27；所述第五气动调速阀26分别与四号三位五通电磁阀16的A口和第一夹爪气缸28的无杆腔相连；所述第六气动调速阀27分别与四号三位五通电磁阀16的B口和第一夹爪气缸28的有杆腔相连。通过所述的第三供气回路能够用于控制第一夹爪气缸28的夹紧和松开动作，进而实现其自动化控制。进一步的，所述第一夹爪气缸28上安装有两个磁性开关，分别能够发出SP9信号和SP10信号，进而实现自动化控制。所述四号三位五通电磁阀16上设置有电磁阀YV13和电磁阀YV14。

进一步的，所述第四供气回路包括第七气动调速阀29和第八气动调速阀30；所述第七气动调速阀29分别与五号三位五通电磁阀17的A口和第二夹爪气缸31的无杆腔相连；所述第八气动调速阀30分别与五号三位五通电磁阀17的B口和第二夹爪气缸31的有杆腔相连。通过所述的第四供气回路能够用于控制第二夹爪气缸31的夹紧和松开动作，进而实现其自动化控制。进一步的，所述第二夹爪气缸31上安装有两个磁性开关，分别能够发出SP11信号和SP12信号，进而实现自动化控制。所述五号三位五通电磁阀17上设置有电磁阀YV15和电磁阀YV16。

进一步的，所述第一供气回路的第一单向节流阀18和第二气动调速阀20、第二供气回路的第三单向节流阀23和第四气动调速阀24、第三供气回路的第五单向节流阀26和第六气动调速阀27以及第四供气回路的第七单向节流阀29和第八气动调速阀30都采用相同结构的气动调速阀。

如图2-5所示，所述气动调速阀包括流量调节旋钮1、气管接口3，所述流量调节旋钮1和气管接口3之间设有刻度指示壳体2，所述刻度指示壳体2设有刻度窗口，所述刻度窗口内显示的数字为流量调节旋钮1旋转的圈数。通过对流量的数值管理，便于减少作业时间，并有效降低设定错误发生的概率。

如图4所示，优选地，所述流量调节旋钮1远离刻度指示壳体2一侧设有刻度指示槽5，所述刻度指示壳体2靠近流量调节旋钮1一侧设有刻度标记6。

进一步优选地，所述刻度标记6共有四个沿刻度指示壳体2的圆周均布。此处沿圆周均布的四个刻度可以对刻度窗口显示数值进行补充,弥补非整数圈的旋转情况。

如图2和图3所示，优选地，所述流量调节旋钮1为带锁装置，所述流量调节旋钮1下压时为锁定状态、上拉时为非锁定状态。可有效防止非专业人士对气动调速阀的误操作；

优选地，所述刻度指示壳体2与气管接口3的夹角为0°或90°或180°或270°。根据实际工况选择对应刻度窗方向的气动调速阀，可以有效减少检查和保养维护所需的时间，设计选型时的参考范围也有所扩大。

如图4所示，优选地，所述气管接口3的下侧并靠近气缸一侧设置有止口圈4。所述止口圈4包括活动阻挡面7和固定阻挡面8。当调速阀全闭时，即调速阀出口流量为零时，流量调节旋钮可以保持在一定位置，保证旋钮旋转圈数的一致性，旋钮旋转圈数的误差几乎不会发生。

实施例2：

任意一项基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统的控制方法：

第一顶升气缸21在举升或下降过程中，YV9均保持通电状态；

电磁阀YV7通电，第一顶升气缸21活塞杆伸出，实现举升，活塞杆伸出发出SP6信号后，YV7断电，电磁阀处于中位；此时，YV9须保持断电状态，以实现气缸锁紧状态；当要解锁时，使YV9通电；

电磁阀YV8通电，第一顶升气缸21活塞杆退回，实现下降，活塞杆退回发出SP5信号后，YV8断电，电磁阀处于中位；此时，YV9须保持断电状态，以实现气缸锁紧状态；当要解锁时，使YV9通电；

第二顶升气缸25在举升或下降过程中，YV10均保持通电状态；

电磁阀YV11通电，第二顶升气缸25活塞杆伸出，实现举升，活塞杆伸出发出SP8信号后，YV11断电，电磁阀处于中位；此时，YV10须保持断电状态，以实现气缸锁紧状态；当要解锁时，使YV10通电；

电磁阀YV12通电，第二顶升气缸25活塞杆退回，实现下降，活塞杆退回发出SP7信号后，YV12断电，电磁阀处于中位；此时，YV10须保持断电状态，以实现气缸锁紧状态；当要解锁时，使YV10通电；

电磁阀YV13通电，第一夹爪气缸28实现抓料动作，待发出SP10信号后，YV13断电，电磁阀处于中位；

电磁阀YV14通电，第一夹爪气缸28实现放料动作，待发出SP9信号后，YV14断电，电磁阀处于中位；

电磁阀YV15通电，第二夹爪气缸31实现抓料动作，待发出SP12信号后，YV15断电，电磁阀处于中位；

电磁阀YV16通电，第二夹爪气缸31实现放料动作，待发出SP11信号后，YV16断电，电磁阀处于中位。

通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本发明的保护范围之内。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (9)

1.基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统的控制方法，所述基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统包括气源系统，所述气源系统与主供气管（12）相连；所述主供气管（12）上依次连接有一号三位五通电磁阀（13）、二号三位五通电磁阀（14）、三号三位五通电磁阀（15）、四号三位五通电磁阀（16）和五号三位五通电磁阀（17）；

所述一号三位五通电磁阀（13）通过第一供气回路与第一顶升气缸（21）相连；所述三号三位五通电磁阀（15）通过第二供气回路与第二顶升气缸（25）相连；所述四号三位五通电磁阀（16）通过第三供气回路与第一夹爪气缸（28）相连，所述五号三位五通电磁阀（17）通过第四供气回路与第二夹爪气缸（31）相连；

其特征在于，所述控制方法：

第一顶升气缸（21）在举升或下降过程中，二号三位五通电磁阀（14）的电磁阀YV9保持通电状态；

一号三位五通电磁阀（13）的电磁阀YV7通电，第一顶升气缸（21）活塞杆伸出，实现举升，活塞杆伸出发出SP6信号后，一号三位五通电磁阀（13）的电磁阀YV7断电，电磁阀处于中位；此时，二号三位五通电磁阀（14）的电磁阀YV9须保持断电状态，以实现气缸锁紧状态；当要解锁时，使二号三位五通电磁阀（14）的电磁阀YV9通电；

一号三位五通电磁阀（13）的电磁阀电磁阀YV8通电，第一顶升气缸（21）活塞杆退回，实现下降，活塞杆退回发出SP5信号后，一号三位五通电磁阀（13）的电磁阀YV8断电，电磁阀处于中位；此时，二号三位五通电磁阀（14）的电磁阀YV9须保持断电状态，以实现气缸锁紧状态；当要解锁时，使二号三位五通电磁阀（14）的电磁阀YV9通电；

第二顶升气缸（25）在举升或下降过程中，二号三位五通电磁阀（14）的电磁阀YV10均保持通电状态；

三号三位五通电磁阀（15）的电磁阀YV11通电，第二顶升气缸（25）活塞杆伸出，实现举升，活塞杆伸出发出SP8信号后，三号三位五通电磁阀（15）的电磁阀YV11断电，电磁阀处于中位；此时，二号三位五通电磁阀（14）的电磁阀YV10须保持断电状态，以实现气缸锁紧状态；当要解锁时，使二号三位五通电磁阀（14）的电磁阀YV10通电；

三号三位五通电磁阀（15）的电磁阀YV12通电，第二顶升气缸（25）活塞杆退回，实现下降，活塞杆退回发出SP7信号后，三号三位五通电磁阀（15）的YV12断电，电磁阀处于中位；此时，二号三位五通电磁阀（14）的电磁阀YV10须保持断电状态，以实现气缸锁紧状态；当要解锁时，使二号三位五通电磁阀（14）的电磁阀YV10通电；

四号三位五通电磁阀（16）的电磁阀YV13通电，第一夹爪气缸（28）实现抓料动作，待发出SP10信号后，四号三位五通电磁阀（16）的YV13断电，电磁阀处于中位；

四号三位五通电磁阀（16）的电磁阀YV14通电，第一夹爪气缸（28）实现放料动作，待发出SP9信号后，四号三位五通电磁阀（16）的YV14断电，电磁阀处于中位；

五号三位五通电磁阀（17）的电磁阀YV15通电，第二夹爪气缸（31）实现抓料动作，待发出SP12信号后，五号三位五通电磁阀（17）的YV15断电，电磁阀处于中位；

五号三位五通电磁阀（17）的电磁阀YV16通电，第二夹爪气缸（31）实现放料动作，待发出SP11信号后，五号三位五通电磁阀（17）的YV16断电，电磁阀处于中位。

2.根据权利要求1所述的基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统的控制方法，其特征在于：所述气源系统包括供气气源（9），所述供气气源（9）通过气源过滤器（10）与减压阀（11）相连，所述减压阀（11）与主供气管（12）相连；

所述第一供气回路包括第一单向节流阀（18），所述第一单向节流阀（18）与一号三位五通电磁阀（13）的A口相连，第一单向节流阀（18）通过第一气动调速阀（19）与第一顶升气缸（21）的无杆腔相连，所述第一顶升气缸（21）的有杆腔通过第二气动调速阀（20）与一号三位五通电磁阀（13）的B口相连。

3.根据权利要求2所述的基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统的控制方法，其特征在于：所述第二供气回路包括第二单向节流阀（22），所述第二单向节流阀（22）与三号三位五通电磁阀（15）的A口相连，第二单向节流阀（22）通过第三气动调速阀（23）与第二顶升气缸（25）的无杆腔相连，所述第二顶升气缸（25）的有杆腔通过第四气动调速阀（24）与三号三位五通电磁阀（15）的B口相连。

4.根据权利要求3所述的基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统的控制方法，其特征在于：所述第三供气回路包括第五气动调速阀（26）和第六气动调速阀（27）；所述第五气动调速阀（26）分别与四号三位五通电磁阀（16）的A口和第一夹爪气缸（28）的无杆腔相连；所述第六气动调速阀（27）分别与四号三位五通电磁阀（16）的B口和第一夹爪气缸（28）的有杆腔相连。

5.根据权利要求4所述的基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统的控制方法，其特征在于：所述第四供气回路包括第七气动调速阀（29）和第八气动调速阀（30）；所述第七气动调速阀（29）分别与五号三位五通电磁阀（17）的A口和第二夹爪气缸（31）的无杆腔相连；所述第八气动调速阀（30）分别与五号三位五通电磁阀（17）的B口和第二夹爪气缸（31）的有杆腔相连。

6.根据权利要求5所述的基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统的控制方法，其特征在于：所述第一供气回路的第一气动调速阀（19）和第二气动调速阀（20）、第二供气回路的第三气动调速阀（23）和第四气动调速阀（24）、第三供气回路的第五气动调速阀（26）和第六气动调速阀（27）以及第四供气回路的第七气动调速阀（29）和第八气动调速阀（30）都采用相同结构的气动调速阀；

所述气动调速阀包括流量调节旋钮（1）和气管接口（3），所述流量调节旋钮（1）和气管接口（3）之间设有刻度指示壳体（2），所述刻度指示壳体（2）设有刻度窗口，所述刻度窗口内显示的数字为流量调节旋钮（1）旋转的圈数。

7.根据权利要求6所述的基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统的控制方法，其特征在于：所述流量调节旋钮（1）远离刻度指示壳体（2）一侧设有刻度指示槽（5），所述刻度指示壳体（2）靠近流量调节旋钮（1）一侧设有刻度标记（6）。

8.根据权利要求6所述的基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统的控制方法，其特征在于：所述刻度标记（6）共有四个且沿刻度指示壳体（2）的圆周均布。

9.根据权利要求6所述的基于气动调速阀的机械夹爪和顶升一体化气动控制系统的控制方法，其特征在于：所述刻度指示壳体（2）与气管接口（3）的夹角为0°或90°或180°或270°；

所述气管接口（3）的下侧并靠近气缸连接螺纹一侧设置有止口圈（4），所述止口圈（4）包括活动阻挡面（7）和固定阻挡面（8）；

所述流量调节旋钮（1）为带锁装置，所述流量调节旋钮（1）下压时为锁定状态、上拉时为非锁定状态。