桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第16页，共44页
a b 图 4.2-2双向气缸示意图
4.2.3气缸的选用
气缸的选用主要考虑的是气缸直径，气缸长度等。此次设计中，采用了SMC CJ2型，缸径20mm，长度为600mm的标准型双向气缸。 4.3 电磁阀的介绍及选用 4.3.1电磁阀简介及分类
追朔电磁阀的发展史，到目前为止，国内外的电磁阀从原理上分为三大类（即：直动式、分步直动式、先导式），而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区别又分为六个分支小类(直动膜片结构、分步膜片结构、先导式膜片结构、直动活塞结构、分步活塞结构、先导活塞结构) 。
（1）直动式电磁阀
原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧力把关闭件压在阀座上，阀门关闭。
特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但一般通径不超过25mm。 （2）分步直动式电磁阀
原理：它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口压差≤0.05Mpa，通电时，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口压差>0.05Mpa，通电时，电磁力先打开先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀和主阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。
特点：在零压差或真空、高压时亦能可靠工作，但功率较大，要求竖直安装。
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桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第17页，共44页 （3）先导式电磁阀
原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速进入上腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，推动关闭件向下移动，关闭阀门。
特点：流体压力范围上限很高，但必须满足流体压差条件。 4.3.2电磁阀工作原理图
此次设计采用的是直动式电磁阀，其工作原理是电磁阀内线圈通断电来控制阀门所在位置，以控制气流的行驶方向，从而达到使气缸活塞两边运动的目的。
当需要气缸活塞向右运动时，即气缸左边空间进气。此时PLC给出信号，电磁阀开关打开，线圈断电，使弹簧处于放松状态。气体从a管进入气缸。如下图：
b a
图4.3-1电磁阀打开气流方向
当需要活塞向左运动时，则电磁阀开关闭合，线圈带电，产生磁力。弹簧被压缩，气体此时只能从b管进入气缸，推动活塞运动。如下图：
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a b
图 4.3-2电磁阀关闭气流方向
4.3.3电磁阀的选用
电磁阀的选用一般从以下5点考虑:
（1）适用性： 管路中的流体必须和选用的电磁阀系列型号中标定的介质一致。流体的温度必须小于选用电磁阀的标定温度。电磁阀允许液体粘度一般在20CST以下，大于20CST应注明。工作压差，管路最高压差在小于0.04MPa时应选用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直动式和分步直动式；最低工作压差大于0.04MPa时可选用先导式（压差式）电磁阀；最高工作压差应小于电磁阀的最大标定压力；一般电磁阀都是单向工作，因此要注意是否有反压差，如有安装止回阀。 流体清洁度不高时应在电磁阀前安装过滤器，一般电磁阀对介质要求清洁度要好。 电源电流和消耗功率应根据输出容量选取，电源电压一般允许±10%左右，必须注意交流起动时VA值较高。
（2）可靠性： 电磁阀分为常闭和常开二种；一般选用常闭型，通电打开，断电关闭；但在开启时间很长关闭时很短时要选用常开型了。寿命试验，工厂一般属于型式试验项目，确切地说我国还没有电磁阀的专业标准，因此选用电磁阀厂家时慎重。 动作时间很短频率较高时一般选取直动式，大口径选用快速系列。
（3）安全性：一般电磁阀不防水，在条件不允许时请选用防水型，工厂可以定做。电磁阀的最高标定公称压力一定要超过管路内的最高压力，否则使用寿命会缩短或产生其它意外情况。有腐蚀性液体的应选用全不锈钢型，强腐蚀性流体宜选用塑料王（SLF）
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桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第19页，共44页 电磁阀。爆炸性环境必须选用相应的防爆产品。
（4）经济性： 有很多电磁阀可以通用，但在能满足以上三点的基础上应选用最经济的产品。
（5）根据持续工作时间长短来选择：常闭、常开、或可持续通电。
① 当电磁阀需要长时间开启，并且持续的时间多余关闭的时间应选用常开型。 ② 要是开启的时间短或开和关的时间不多时，则选常闭型。 鉴于以上特点，此次设计选择电磁阀型号为：SY3120-5LD-C6×3 4.4 光传感器的介绍及选用
传感器是现在及将来在自动化控制系统中最为重要的一个单元，其可以将外界模拟量的变化转化为电信号的输出，从而实现了一个工作系统针对外界的变化而做出相应控制动作的功能。
光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
在本次设计中，由于需要采集的信息是物体的移动，所以采用的是光电传感器，光电传感器是一种小型电子设备，它可以检测出其接收到的光强的变化。在机械手和传送带自动控制系统中实现自动控制的信息采集作用。 4.4.1光电传感器的分类
漫反射 反射 回归反射 光电传感器 对射 距离
图4.4-1
(1)漫反射型
影响检测的因素：安装角度；测量物体的颜色； 振动 优点：
安装最简单，方便 缺点：
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桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第20页，共44页 漫反射光电传感器是检测最不稳定的。
传感器 被 测物体 T R
图4.4-2 漫反射型传感器
(2)回归反射型
影响检测的因素：被测物的光主亮度；反光镜的安装角度 97年前，以上两方面确实是回归型传感器存在的影响因素。 但后来该类型传感器增加了P.R.O功能：即
该功能的一个重要特点就是：反光镜可以把纵波转换为横波。发射器发射的是纵波，而接收器只能接收横波。发射器发射的纵波经过反光镜把纵波转变成横波，由接收器接收。由于物体没有把纵波转变为横波的功能，因此，无论物体光亮度如何，只能把发射器发射的纵波返回，接收器不能接收到横波信号，这样，就可以准确地检测物体的有无。 优点：
可检测透明物体和光亮度高的物体；检测稳定，安装方便 缺点：
当反光镜或传感器表面有灰尘时，检测精度降低。可以改变安装方式，经常擦拭灰尘来消除此影响。反光镜角度影响检测精度
传感器 反光镜 T R
图4.4-3 回归反射型传感器
(3)对射型 影响检测的因素：
被测物的透光性；被测物的大小
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