【摘要】：為提高自動鉆床的可靠性與經(jīng)濟性,構(gòu)建一種由記憶元件和門元件組成的步進模塊,利用步進模塊分別設(shè)計出能實現(xiàn)自動鉆床鉆頭二次、三次進給的氣控回路,最后利用軟件對所設(shè)計的氣控回路進行仿真分析。結(jié)果表明:執(zhí)行元件能夠按照設(shè)計要求完成鉆頭的多次進給動作,驗證了步進模塊在氣控回路中使用的正確性與可靠性。
【圖文】：

鋶釱子米幟副?示，氣缸的兩種狀態(tài)用下標“1”和“0”表示。例如，A0表示A缸縮回、A1表示A缸伸出。對于每個氣缸的運動只有完全伸出和完全退回兩種狀態(tài)時，X-D線圖法和卡諾圖法比較方便［1－2］。但在一些場合例如，鉆床鉆頭需多次進退以便排屑時，上述兩種方法已不再適用，此時采用氣動步進控制能方便快捷地解決問題［3］。1步進模塊的結(jié)構(gòu)原理設(shè)系統(tǒng)中含m個步進模塊，單個步進模塊由記憶元件(二位三通閥)、與門元件(雙壓閥)和7個氣口Pin、Pon、Fn、Ｒn、DLn、Sn、DＲn組成，如圖1所示。工作時，模塊中Fn氣口與相鄰上一模塊DＲ(n－1)氣口相連，第一個模塊的F1氣口與最后一個模塊的DＲm相連;模塊的Ｒn氣口與相鄰下一模塊DL(n+1)氣口相連，最后一個模塊的Ｒm氣口與第一個模塊的DL1氣口相連;Pin氣口依次相連并接氣源;Sn氣口接各行程閥發(fā)出的控制信號;Pon氣口接控制執(zhí)行元件換向的驅(qū)動閥。由該步進模塊的結(jié)構(gòu)原理可圖1步進模塊結(jié)構(gòu)原理圖知，切換步進模塊中的二位三通閥，該模塊即有控制行程程序的氣信號輸出，該氣信號分別接通Fn、Pon、Ｒn氣口，如上所述各有其用。二位三通閥的切換取決于DLn與Sn是否同時有信號(即:與DLn接通的上一模塊是否有氣信號接通，與Sn接通的行程閥是否被壓下)，二者同時有氣信號時，二位三通閥被切換，切換后Fn輸出的氣信號需通過DＲ(n－1)氣口將上一模塊中的二位三通閥復位。2自動鉆床氣控回路氣動鉆床加工零件時，由夾緊缸將零件定位夾緊，再由進給缸通過齒輪齒條機構(gòu)實現(xiàn)鉆頭進退。當加工孔較深時，通過控制進給缸多段進退將鐵屑排出［4］。2.1鉆頭二次進給回路

啟動開關(guān)，夾緊缸A前進將工件夾緊→進給缸B帶動鉆頭進給→鉆頭至行程閥B2時缸B退至B1排鐵屑→繼續(xù)進給至B3再退至B0完成鉆孔→缸A退回松開工件。以上6個程序的程序式可寫為［A1B2B1B3B0A0］。根據(jù)上述要求，自動鉆床氣動控制系統(tǒng)如圖2所示，其核心為圖1所示的步進模塊。整個行程程序共有6個動作，需要對應6個控制模塊。圖2所示為初始狀態(tài)，步進模塊1—5無輸出，模塊6的Ｒ6氣口有輸出。此時，A、B兩缸都處于退回狀態(tài)，行程閥A0、B0被壓下。模塊1的DL1與Ｒ6相連，S1通過啟動開關(guān)與A0相連，因此當按下啟動開關(guān)時，DL1與S1同時有氣信號，滿足模塊1中二位三通閥切換的條件。切換后模塊1的F1、Po1和Ｒ1氣口都有氣信號輸出，氣缸A進給直至壓下行程開關(guān)A1，此時Ｒ1與A1同時有氣信號輸出。而Ｒ1、A1分別與模塊2的DL2、S2相連，二者同時有氣信號時滿足模塊2中二位三通閥切換的條件。如此循環(huán)，直至模塊6中二位三通閥輸出的氣信號使A缸退回松開工件，氣動控制系統(tǒng)各元件接口狀態(tài)又恢復至如圖2所示的初始狀態(tài)，至此完成一個工件的孔加工，下一工件的加工需再次按下圖2中的啟動開關(guān)。如整個鉆床系統(tǒng)自動化程度較高，可將啟動開關(guān)換為鋼球定位結(jié)構(gòu)的啟動按鈕，這樣各工件孔的加工即可自動循環(huán)進行，無需每個工件的加工時都按一次啟動按鈕。圖2自動鉆床鉆頭二次進給氣動原理圖2.2鉆頭三次進給回路當加工孔較深時，可通過增加步進模塊的數(shù)量實現(xiàn)鉆頭多次進給。圖3所示為鉆頭可3次進給的鉆床自動控制系統(tǒng)，有8個動作，對應8個工作程序，，程序式可以寫成［A1B2B1B3B1B4B0A0］，所以有8個步進模塊控制。一般情況下，回路中有幾個全氣動?

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