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利用单片机技术可以实现对气动系统的数据实时远程监控检测和记录，这种方法能够节约电能、提高控制性能、延长设备寿命、降低文修成本，尤其是对于实时性强、自动化程度要求高、高温、剧毒、强辐射环境下工作的气动系统的压力监控更适用[15,16]。
2 基于单片机的气动搬运系统远程监控系统的硬件组成
2.1 气动搬运系统组成
如图2.1.1所示该气动搬运系统总体上而言主要由5部分组成：1、总体支架——该框架由多个零件搭建而成，2、X轴气缸，3、Y轴气缸，4、Z轴气缸，5、真空吸盘。
图2.1.1气动搬运系统结构图
建立此气动系统所用到的元件见表2.1.1。
表2.1.1气动搬运系统元件
元件名称 型号 数量
机械接合式无杆气缸 MY1B40-300-Z73L 1
磁耦式无杆气缸 CY1H20-150B-Z73L-XB10 1
磁耦式无杆气缸 CY1L6-50B-A72 1
电磁换向阀 SY9220 4
真空发生器 ZH05D 1
真空吸盘 ZPT10BNK10 3
无杆气缸是指利用活塞直接或间接方式连接外界执行机构，并使其跟随活塞实现往复运动的气缸。这种气缸的最大优点是节省安装空间。它包括机械接合式无杆气缸和磁耦式无杆气缸。
机械接合式无杆气缸：
活塞与滑块连接在一起，带动固定在滑块上的执行机构实现往复运动。这种气缸的特点是：1) 与普通气缸相比，在同样行程下可缩小1/2安装位置；2) 不需设置防转机构；3) 速度高，标准型可达0.1～0.5m/s。其缺点是：1) 密封性能差，容易产生外泄漏；2) 受负载力小。
图2.1.2机械接合式无杆气缸结构图
图2.1.3机械接合式无杆气缸实物图
磁耦式无杆气缸:
活塞通过磁力带动缸体外部的移动体做同步移动，在活塞上安装了一组高强磁性的永久磁环，磁力线通过薄壁缸筒与套在外面的另一组磁环作用，由于两组磁环磁性相反，具有很强的吸力。当活塞在缸筒内被气压推动时，则在磁力作用下，带动缸筒外的磁环套一起移动。气缸活塞的推力必须与磁环的吸力相适应。其实物图如图2.1.4所示。
图2.1.4磁耦式无杆气缸实物图
该系统用4个电磁换向阀来控制气缸的动作控制，其中的3个电磁换向阀驱动气缸沿着X、Y、Z三个方向进行平移，1个电磁换向阀驱动气缸的抓放动作。在X、Y、Z三个气缸的末端都装有磁性开关，以此来反馈气缸的运行状态，如果系统在一定的时间内迟迟收不到某个电磁开关的信号，则认定该气缸在沿该方向运动时出现故障。为了使抓取与移动过程尽量稳定，采用了三个真空吸盘成三角形排列的方式抓取。
本论文中所使用的气缸型号如下：
MY1B40-300-Z73L：机械接合式无杆气缸，基本型，缸径40，行程300，磁性开关型号Z73。
CY1H20-150B-Z73L-XB10: 磁耦式无杆气缸,基本型，缸径150，磁性开关型号Z73。
CY1L6-50B-A72: 磁耦式无杆气缸，基本型，缸径50，磁性开关型号A72。
该气动搬运系统的回路原理图如图2.1.5所示。
图2.1.5 气动搬运系统的回路原理图
本系统采用的是S9220电磁换向阀，属于直动式电磁换向阀，最低工作压差接近于，具有适用性强、可靠性高等特点。图2.1.6所示为SY9220型电磁换向阀实物图，图2.1.7所示为SY9220型电磁换向阀内部结构图。
图2.1.6 SY9220型电磁换向阀实物图
图2.1.7 SY9220型电磁换向阀内部结构图
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