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摘要：本文根据零件压入装置的动作要求，结合现有的继电器控制气动系统设计中存在的主要问题，选择合适的气动、电气元件器材，对气动回路和继电器顺序控制电路进行了设计改进，实现了压入装置的电气自动化控制，通过实验验证，本设计不仅简化了控制系统，降低成本，而且提高了压入装置控制系统的稳定性和可靠性。
关键词：零件压入装置 继电器顺序控制回路 气动系统
1 概述
零件压入装置是装配、输送零件的自动化生产线上广泛使用的一种机械装置，由于气动技术具有使用维护方便、无污染，成本低等许多优点，因此，采用气动控制技术是零件压入装置控制系统设计应用的常用方法。
本文内容主要是根据小型零件压入装置的工作程序，结合该装置现有的继电器控制气动系统设计方案中存在的问题，进行了改进设计。
2 零件压入装置工作程序及位移-步骤图
如图1为零件压入装置。
本装置使用了两个带磁电开关的气缸，其工作程序如下：①在运送工作台上放置好零件后，按下按钮开关，运送气缸1.0 伸出，通过运送台将零件送到行程末端的工作位置；②零件定位后，压下气缸2.0下降，将零件压下；③在零件压入状态保持T秒时间；④压入结束后，压下气缸2.0 上升；⑤压下气缸2.0到达最高处后，运送气缸1.0 后退，开始下一个循环工作。
如图2是根据工作程序绘制的位移-步骤图。从图中可知，该程序共有五个顺序动作：气缸1.0伸出→气缸2.0伸出→延时T秒→气缸2.0缩回→气缸1.0缩回。
3 零件压入装置继电器控制气动系统的现有设计问题分析
如图3为零件压入装置继电器控制系统的现有设计方案，其气动回路如图（a）所示，采用一个2位5通双电控阀控制运送气缸，压下气缸采用一个2位5通单电控阀控制。在两个气缸的进、排气管路上使用单向节流阀组成双向调速回路。
电气控制回路图如图（b）所示，使用了K0、K1、K2、K3、KA五个继电器及一个时间继电器KT，该回路采用了停止优先自保持电路，用启动按钮q和停止按钮t来控制全程继电器K0；三个电磁阀线圈YV1、YV2、YV3分别由三个继电器K1、K2、K3控制；时间继电器KT 延时T秒后，使延时闭合开关（KT）闭合；继电器KA控制常开、常闭触点，常闭触点（KA）控制继电器KT、K1和K3；磁电式接近开关1C1、1C2、2C1、2C2用以控制相应的继电器。
该方案中由于使用双电控阀控制运送气缸，与使用单电控阀相比，系统电气控制线路比较复杂；而且在控制过程中会由于磁电开关及继电器等故障，存在两个电磁线圈YV1和YV2因同时得电而引起电磁阀损坏的现象。
4 零件压入装置继电器控制气动系统的改进设计方案
图4为改进后的设计方案，其工作原理是：
按下自锁按钮开关ST，在磁电开关1C1控制下，继电器K1得电并自锁，电磁线圈YV1得电，换向阀1.1控制运送气缸1.0伸出，到达行程末端后停止运动，磁电开关1C2控制继电器K2得电并自锁，电磁线圈YV2得电，换向阀2.1控制压下气缸2.0向下伸出，压下零件，到达最下端后停止运动，在磁电开关2C2控制下，时间继电器KT线圈得电并延时T秒自锁，其常闭触点延时T秒断开，同时其常开触点闭合，气缸2.0在压入状态保持T秒时间后，电磁阀线圈YV2失电，电磁阀2.1控制压下气缸2.0上升，上升到最高处时，磁电开关2C1控制继电器K3线圈得电，常闭触点K3断开，继电器K1失电并取消自锁，电磁阀线圈YV1失电，电磁阀1.1控制运送气缸缩回，在继电器K1失电同时，继电器K2、KT、K3相继失电，常闭触点K3闭合，在气缸1.0回到最左端时，可进行下一动作循环。
该设计方案中，气动回路中控制两个气缸的换向阀均为单电控阀，气动回路简单，气动元件和电气元件器材较少，结构紧凑；同时电气线路经改进后大大简化。
5 结论
零件压入装置气动系统的设计有全气动控制设计和电-气动控制设计两种方案：在一些小规模的气动压入装置中，采用气动行程阀、气控换向阀、与门型梭阀、延时阀等气动元件设计了全气动控制系统，由于全气动控制系统的气路复杂，气动元件比较多，气路间易产生干扰现象，动作不可靠，因此在目前设计方案中主要采用电-气动控制设计方案。采用电气-气动控制设计方法有继电器控制气动系统和PLC控制气动系统两种方式，在大规模的气动生产线上主要采用PLC控制，该控制方式的系统线路比较简单，控制过程的变更和扩展比较方便，系统稳定性和可靠性较高，但对于小规模生产线及小型气动压入装置，其制造成本较高，因此，采用继电器控制气动系统的设计方法是一种成本低、控制方便、结构紧凑的有效的设计方案。
本文的设计方案实现了压入装置的电气自动化控制，通过了仿真回路测试及实验验证，证明了改进后的设计方案正确及设计的可行性。
参考文献：
[1]徐光灿.气动元件及系统设计[M].北京：机械工业出版社，1995.
[2]SMC（中国）有限公司编.现代实用气动技术[M].北京：机械工业出版社，1998.1.
[3]徐永生.液压与气动[M].北京：高等教育出版社，2001.6.
[4]路甬祥.液压气动技术手册[M].北京：机械工业出版社，2002.1.
[5]姜继海，宋锦春，高常识.液压与气压传动[M].北京：高等教育出版社，2005.2.
[6]龚肖新.压入装置继电器控制气动系统的设计[J].液压与气动，2007（6）.
关键词：零件压入装置 继电器顺序控制回路 气动系统
1 概述
零件压入装置是装配、输送零件的自动化生产线上广泛使用的一种机械装置，由于气动技术具有使用维护方便、无污染，成本低等许多优点，因此，采用气动控制技术是零件压入装置控制系统设计应用的常用方法。
本文内容主要是根据小型零件压入装置的工作程序，结合该装置现有的继电器控制气动系统设计方案中存在的问题，进行了改进设计。
2 零件压入装置工作程序及位移-步骤图
如图1为零件压入装置。
本装置使用了两个带磁电开关的气缸，其工作程序如下：①在运送工作台上放置好零件后，按下按钮开关，运送气缸1.0 伸出，通过运送台将零件送到行程末端的工作位置；②零件定位后，压下气缸2.0下降，将零件压下；③在零件压入状态保持T秒时间；④压入结束后，压下气缸2.0 上升；⑤压下气缸2.0到达最高处后，运送气缸1.0 后退，开始下一个循环工作。
如图2是根据工作程序绘制的位移-步骤图。从图中可知，该程序共有五个顺序动作：气缸1.0伸出→气缸2.0伸出→延时T秒→气缸2.0缩回→气缸1.0缩回。
3 零件压入装置继电器控制气动系统的现有设计问题分析
如图3为零件压入装置继电器控制系统的现有设计方案，其气动回路如图（a）所示，采用一个2位5通双电控阀控制运送气缸，压下气缸采用一个2位5通单电控阀控制。在两个气缸的进、排气管路上使用单向节流阀组成双向调速回路。
电气控制回路图如图（b）所示，使用了K0、K1、K2、K3、KA五个继电器及一个时间继电器KT，该回路采用了停止优先自保持电路，用启动按钮q和停止按钮t来控制全程继电器K0；三个电磁阀线圈YV1、YV2、YV3分别由三个继电器K1、K2、K3控制；时间继电器KT 延时T秒后，使延时闭合开关（KT）闭合；继电器KA控制常开、常闭触点，常闭触点（KA）控制继电器KT、K1和K3；磁电式接近开关1C1、1C2、2C1、2C2用以控制相应的继电器。
该方案中由于使用双电控阀控制运送气缸，与使用单电控阀相比，系统电气控制线路比较复杂；而且在控制过程中会由于磁电开关及继电器等故障，存在两个电磁线圈YV1和YV2因同时得电而引起电磁阀损坏的现象。
4 零件压入装置继电器控制气动系统的改进设计方案
图4为改进后的设计方案，其工作原理是：
按下自锁按钮开关ST，在磁电开关1C1控制下，继电器K1得电并自锁，电磁线圈YV1得电，换向阀1.1控制运送气缸1.0伸出，到达行程末端后停止运动，磁电开关1C2控制继电器K2得电并自锁，电磁线圈YV2得电，换向阀2.1控制压下气缸2.0向下伸出，压下零件，到达最下端后停止运动，在磁电开关2C2控制下，时间继电器KT线圈得电并延时T秒自锁，其常闭触点延时T秒断开，同时其常开触点闭合，气缸2.0在压入状态保持T秒时间后，电磁阀线圈YV2失电，电磁阀2.1控制压下气缸2.0上升，上升到最高处时，磁电开关2C1控制继电器K3线圈得电，常闭触点K3断开，继电器K1失电并取消自锁，电磁阀线圈YV1失电，电磁阀1.1控制运送气缸缩回，在继电器K1失电同时，继电器K2、KT、K3相继失电，常闭触点K3闭合，在气缸1.0回到最左端时，可进行下一动作循环。
该设计方案中，气动回路中控制两个气缸的换向阀均为单电控阀，气动回路简单，气动元件和电气元件器材较少，结构紧凑；同时电气线路经改进后大大简化。
5 结论
零件压入装置气动系统的设计有全气动控制设计和电-气动控制设计两种方案：在一些小规模的气动压入装置中，采用气动行程阀、气控换向阀、与门型梭阀、延时阀等气动元件设计了全气动控制系统，由于全气动控制系统的气路复杂，气动元件比较多，气路间易产生干扰现象，动作不可靠，因此在目前设计方案中主要采用电-气动控制设计方案。采用电气-气动控制设计方法有继电器控制气动系统和PLC控制气动系统两种方式，在大规模的气动生产线上主要采用PLC控制，该控制方式的系统线路比较简单，控制过程的变更和扩展比较方便，系统稳定性和可靠性较高，但对于小规模生产线及小型气动压入装置，其制造成本较高，因此，采用继电器控制气动系统的设计方法是一种成本低、控制方便、结构紧凑的有效的设计方案。
本文的设计方案实现了压入装置的电气自动化控制，通过了仿真回路测试及实验验证，证明了改进后的设计方案正确及设计的可行性。
参考文献：
[1]徐光灿.气动元件及系统设计[M].北京：机械工业出版社，1995.
[2]SMC（中国）有限公司编.现代实用气动技术[M].北京：机械工业出版社，1998.1.
[3]徐永生.液压与气动[M].北京：高等教育出版社，2001.6.
[4]路甬祥.液压气动技术手册[M].北京：机械工业出版社，2002.1.
[5]姜继海，宋锦春，高常识.液压与气压传动[M].北京：高等教育出版社，2005.2.
[6]龚肖新.压入装置继电器控制气动系统的设计[J].液压与气动，2007（6）.