一种具有柔性进给功能的气动控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种气动控制装置；特别是涉及一种在自动控制系统及机械加工行业的以气源为动力，并且具有柔性进给功能的能源传递控制装置。

背景技术：

气动控制技术是当今工业自动化领域的一个重要分支，由于气动控制技术是以压缩空气为介质，以气源为动力的能源传递技术，其制造成本低廉、工作可靠性高、使用寿命长、对环境没有污染，所以广泛应用在自动控制系统及机械加工行业。但是由于气体介质的可压缩性使得系统整体的刚性很难控制，并且在整个控制过程中呈现严重的非线性，这些特点都使得气动控制技术在精确的位置控制方面很难收到十分满意的效果，特别是气动执行机构在对目标的捕捉过程中，很难实现对目标的快速接近慢速进给功能，在现有气动控制技术中，无论是调节介质的压力还是调节介质的流速，均不能建立精确的位置与速度的数学模型，使得气动执行机构的运动曲线产生阶点状态，特别是这种传统控制理念必然增加系统或设备的控制单元，造成控制系统结构繁杂、维修困难、整体的制造成本高，而且调整精度有很大的局限性，这些控制缺失在实际应用过程中已得到充分证明。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种制造成本低廉、结构简单紧凑、运行稳定、安装方便、动作灵敏、重量轻的柔性进给功能的能源传递控制装置。

本实用新型所采用的技术方案是，一种具有柔性进给功能的气动控制装置，包括，气路管线、气动控制装置、电气控制装置和节流调速器；所述气动控制装置通过气路管线接收动力气源推动气动执行机构中的气动活塞移动，所述电气控制装置接收位置检测磁性开关的电信号进而控制电磁阀动作，并导通节流调速器。

所述气动控制装置包括总气源，固定安装在距被控对象较近位置的电磁阀和气动执行机构、与被控对象连接并将气室密封隔离的气动活塞、通过磁性开关固定支架安装在气动执行机构上的位置检测磁性开关、与电磁阀连接的各气路管线，节流调速器与电磁阀中的排气口固定连接；所述位置检测磁性开关的控制信号通过位置信号反馈电缆送入电气控制装置，电气控制装置完成对现场电磁阀的动作控制。

所述电磁阀包括前进电磁阀、工进电磁阀和回退电磁阀；气室包括前进气室和回退气室；所述气路管线包括前进气路、回退气路、工作气路和工进气路；所述工作气路分别接入前进电磁阀和回退电磁阀的气源输入接口，回退电磁阀的排气口经过工进气路与工进电磁阀的工作口连接，前进气路经过前进电磁阀的工作口与气动执行机构的前进气室连接，回退气路经过回退电磁阀的工作口与气动执行机构回退气室连接，所述节流调速器与工进电磁阀的排气口以管螺纹的形式固定连接。

所述节流调速器包括有节流调速器腔体，所述节流调速器腔体通过隔气墙将腔体分为进气腔和排气腔，隔气墙中间位置形成有气体泄流孔，流量调节丝杆与节流调速器腔体连接，流量调节丝杆与节流调速器腔体之间安装有流量调节锁紧螺母，流量调节弹簧和流量调节滚珠依次安装在流量调节丝杆顶端的空腔内。

所述气体泄流孔与流量调节滚珠的端面之间形成有间隙；所述节流调速器腔体的内周面形成有排气层。

本实用新型的有益效果是，流体通道呈锥体流线型、压降损失小、流量特性精确，该装置气动执行机构的动作是快进到工作起始位置，然后切换到保持较小推力状态，其工作推力的大小为无阶点平滑调节，精确的流量控制特性使执行机构可以紧贴目标，而不会使目标受到冲击力，直到执行机构按工艺要求工作完毕，快速回退至原始位置。

附图说明

图1 本实用新型节流调速器示意图；

图2 本实用新型气动控制原理框图。

图中：

1 气体泄流孔 2流量调节滚珠 3 排气层

4流量调节弹簧 5 节流调速器腔体 6流量调节锁紧螺母

7 流量调节丝杆 8 排气腔 9 进气腔

10隔气墙 11位置信号反馈电缆 12前进气路

13前进电磁阀 14工进气路 15工进电磁阀

16工作气路 17电气控制装置 18磁性开关紧固支架

19位置检测磁性开关 20回退气路

21气动执行机构 22回退电磁阀 23气动活塞

24总气源 25节流调速器 26前进气室

27回退气室。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图1和图2所示，本实用新型具有柔性进给功能的气动控制装置，包括，气路管线、气动控制装置、电气控制部分和节流调速器；所述气动控制装置通过气路管线接收动力气源推动气动执行机构中的气动活塞移动，所述电气控制部分接收位置检测磁性开关的电信号进而控制电磁阀动作，并导通节流调速器。

具有柔性进给功能的气动控制装置，包括前进电磁阀13、工进电磁阀15和回退电磁阀22均固定安装在距被控对象较近的位置，以保证装置气路管线走向的合理性。气动执行机构21固定安装在被控对象本体的相应位置，气动活塞23将前进气室26和回退气室27密封隔离后与被控对象采用万向连接，位置检测磁性开关19通过磁性开关固定支架18安装在气动执行机构21上，其安装位置根据控制要求任意选择。工作气路16分别接入前进电磁阀13和回退电磁阀22的气源输入接口，回退电磁阀22的排气口经过工进气路14与工进电磁阀15的工作口连接，前进气路12经过前进电磁阀13的工作口与气动执行机构21的前进气室连接，回退气路20经过回退电磁阀22的工作口与气动执行机构回退气室连接，节流调速器25与工进电磁阀15的排气口以管螺纹的形式固定安装。位置检测磁性开关19的控制信号通过位置信号反馈电缆11送入电气控制装置17，电气控制装置17完成对现场电磁阀的动作控制。

节流调速器的进气腔9和排气腔8之间设置隔气墙10，在隔气墙10中间位置有气体泄流孔1，流量调节丝杆7以螺纹连接的形式与节流调速器腔体5连接，在流量调节丝杆7与节流调速器腔体5之间装有流量调节锁紧螺母6，流量调节弹簧4和流量调节滚珠2依次安装在流量调节丝杆7顶端的空腔内；节流调速器腔体5的内周面形成有排气层3。使气体泄流孔1与流量调节滚珠2的端面之间形成一定的间隙，其间隙量的大小随工作要求任意调整。

下面就本实用新型的工作过程加以说明；

如图1和图2所示，广泛应用于自动控制系统及机械加工行业的以气源为动力，并且具有柔性进给功能的能源传递控制装置。其总气源通过气路管线分别送入前进电磁阀和回退电磁阀的进气口，当电气控制装置发出指令后前进电磁阀得电打开，此时总气源由前进电磁阀的工作口经过前进气路送入气动执行机构的前进气室，使得气动执行机构的气动活塞快速前进到工作起始位置。当气动活塞快速向前移动时，气动执行机构回退气室内的空气经过回退气路送入回退电磁阀，并由回退电磁阀的排气口沿工进气路送入工进电磁阀的进气口，由于静止状态的工进电磁阀进气口与工作口相通其压差为零，使得该气体快速释放到大气中。当气动活塞快移至位置检测磁性开关时，气动活塞与位置检测磁性开关产生磁电感应并产生电信号，此信号送入电气控制装置后对工进电磁阀发出控制指令，工进电磁阀得电动作后其进气口与工作口截止关断的同时与节流调速器导通，此时气动执行机构回退气室内的空气首先进入节流调速器的进气腔，经过隔气墙上的气体泄流孔进入排气腔内，由排气层释放到大气中。为了保证气动活塞对跟踪目标保持较小推力状态，流量调节丝杆7使得流量调节滚珠与气体泄流孔形成一定间隙后，通过流量调节锁紧螺母将流量调节丝杆与节流调速器腔体锁紧，排气气体的流速由其间隙量的大小控制，进而保证了气动活塞的进给速度，当工作完成后在控制装置的作用下前进电磁阀和工进电磁阀断电恢复静止状态，回退电磁阀得电打开，气源由回退电磁阀的工作口经过回退气路送入气动执行机构回退气室，气动执行机构的气动活塞沿回退方向快退至原始位置。

值得指出的是，本实用新型的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本实用新型的基本技术构思，也可用基本相同的结构，可以实现本实用新型的目的，只要本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本实用新型的保护范围。