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气动钻床控制回路中障碍信号的判别与消除
1 引言
气动钻床的行程控制回路由3个气缸组成，即送料缸A，夹紧缸B，钻削缸C。其工作程序为：启动―→送料―→夹紧―→送料后退/钻孔―→钻头后退―→松开。在对这一多气缸行程控制回路进行设计时，如何判别障碍信号并设法消除它是设计中必须首先解决的问题。本文针对这一问题，就目前常用的判别方法和消除方法进行了阐述。
2 障碍信号与分类
在多气缸行程控制回路中，所谓障碍信号是指同一时刻，主控阀的两端控制口同时存在作用相反的控制信号，妨碍主控阀按规定程序换向。按一个工作程序中的气缸的往返次数，可以将妨碍信号分为Ⅰ型障碍信号和Ⅱ型障碍信号。
存在于单往复程序中，同时作用于某个主控阀的两个控制口上两个相互矛盾的输入信号，称为Ⅰ型障碍信号。
在多缸多往复程序中，多次出现在不同节拍分别作用不同的控制阀、控制口引起障碍，或者作用于同一控制口，引起障碍，这种信号称为Ⅱ型障碍信号。在多缸多往复程序中，既可能存在Ⅰ型障碍信号，也可能存在Ⅱ型障碍信号。
3 程序线图法判别障碍信号
以气动钻床的传动系统为例：工作程序简写为：A1→B1→A0/C1→C0→B0,下标0表示气缸返回初始位置，下标1表示气缸伸出到预定位置。程序控制线图的画法是先画出气缸动作状态线，再画主控阀的输出信号线，然后画行程阀的信号线。由此程序线图找出主控阀两端控制信号，于是便可给出合理的程序控制线路图。主控阀的信号线的画法与X－D线图的画法相同。程序控制线图中的纵向为程序界限线。障碍的判断根据同一信号控制气缸的动作是否矛盾。
图1
在图1中可以看出，在界线3上和界线5上，b1和c0都处于接通状态。由b1控制C缸的伸出，在C缸要返回到初始位置（界线5），此时b1还处于接通状态。也就是b1同时控制C缸伸出和返回两种状态，所以，b1是障碍信号。相同原理，由c0发出信号，控制B缸返回（界线5），在界线2――3之间，B缸要伸出，此时，c0还处于导通状态。也就是c0同时控制B缸伸出和返回两种状态，所以，c0是障碍信号。这种由同一个信号控制气缸的不同状态，就是障碍信号。可以利用中继阀消除这种障碍。
4 障碍信号的消除
障碍信号的消除方法通常有辅助阀法，分组供气消障法和步进块法等。分组供气消障法较为常用。
分组供气消障法的原理是：若在换向阀一侧有信号X1，使其换向，同时，另一侧也有信号X2存在，使阀的换向动作受阻，即说明有障碍信号存在。若要使换向阀能正常工作，必须保证在同一时刻，换向阀的两侧不能同时有信号，所以，只需将换向阀两侧信号X1、X2按照一定的规律分组（不在同一组），并且在任何时刻只对其中一组供气，那么，就可以保证X1、X2不会同时存在，换向阀两侧不会同时得信号，则障碍就不存在了。
分组原则：首先每个气缸的动作在每组中仅出现一次。其次，尽量优化，使分组数目最少。
例如：三个气缸，其动作程序为A1→B1→B0→C1→A0→C0，可有以下四种分组： A1/B1/B0/C1/C0/A0 分为6级 A1B1/B0/C1/C0/A0 分为5级 A1B1/B0C1/C0/A0 分为4级 A1B1/B0C1/C0A0 分为3级
按上式方法，将气动钻床中A1→B1→｛A0/C1｝→C0→B0工作程序分为：
A1→B1/→｛A0/C1｝/→C0→B0 3级，A1,B1为第一级，A0,C1为第二级,C0,B0为第三级。气路图2如下：
图2
5：结束语
综上所述，在气动程序控制回路设计中，障碍信号的判别和消除的方法，都是基于逻辑代数的基本理论。分组供气法适用于不超过四个分组的气动程序，否则回路复杂。程序控制线图法能使执行元件动作程序表达的更清楚，还提供了消除障碍信号的各种可能，利用它检查线路的正确和判别可行性是非常有效的方法。