Пневмогидравлический следящий привод подачи

 

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

5(51) В 23 Q 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ н(21) 3429550/25-06 (22) 26. 04. 82 (46 ) 15. 07. 84; Вюл. Р 26 (72 ) Э. M. Годин, М. Л. Сокольский, Л; Н. Кебец, Г. М. Купицкий, Н. В. Шкребтий, В. М. Мацкевич, Я. О. Корф и И.Е.Золотарев (71) Московский ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе и Волжское объединение по производству легковых автомобилей (53) 62-82(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 795868, кл. В 23 Ц 5/26, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 921769, кл. В 23 Q 5/06, 1980. (54)(57) 1. ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИИ ПРИВОД ПОДАЧИ, содержащий пневмогидроцилиндр с рабочими полостями и двусторонним штоком, задатчик, выполненный в виде электродвигателя, взаимодействующего с сумматором координаты, связанным с регулятором расхода, гидравлически связанным с рабочими полостями. контур ско-., ростной обратной связи, связанный с двусторонним штоком и сумматором, и контур управления по координате, включающий гайку-упор и компенсатор утечек, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, сумматор выполнен в виде замкнутой гидравлической емкости с двумя плунжерами, один торец которой выполнен в виде мембраны, связанной с регулятором расхода, причем один из плунжеров связан с задатчиком, а другой — с ко туром скоростной обратной связи.

2. Привод по п. 1, о т л и ч а юшийся тем,,что емкость сумматора сообщена с компенсатором утечек через гидрораспределитель.

3. Привод по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с цельюповышения точности позиционирования, контур управления по координате выполнен в виде шагового электродвигателя,кинематически связанного с регулятором расхода через гайку-упор и жестко связанного с двусторонним штоком

1102664

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, в частности, в приводах станков с числовым программным управлением.

Известен пневмогидравлический следящий привод подачи, содержащий пневмогидроцилиндр с рабочими полостями и двусторонним штоком, задатчик, выполненный в виде кинематически связанного с сумматором координаты электродвигателя, крнтур скорост- 10 ной обратной связи, управление по координате и компенсатор утечек (1 1.

Данный привод характеризуется сложностью конструкции и недостаточной точностью отработки координаты. 15

Известен также пневмогидравлический следящий привод подачи, содержащий пневмогидроцилиндр с рабочими и управляющими полостями и двусторонним штоком, задатчик, выполнен- 20 ный в виде электродвигателя, взаимодействующего с сумматором координаты, связанным с регулятором расхода, гидравлически связанным с управляющими полостями, контур скоростной обрат- 25 ной связи, связанный с двусторонним штоком и сумматором, и контур управления по координате, включающий гайку-упор и компенсатор утечек (27.

Недостатками. известного привода 30 являются сложность конструкции сумматора координаты, выполненного в виде механической передачи, а также то, что совмещено управление по скорости и координате в одном блоке, в 35 результате снижается надежность и точность привода.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности, а также повьыение точности позиционирования.

Поставленная цель достигается тем, что в пневмогидравлическом следящем приводе подачи, содержащем пневмогидроцилиндр с рабочими и управляющими полостями и двусторонним штоком, задатчик, выполненный s виде электродвигателя, взаимодействующего с сумматором координаты, связанным с регулятором расхода, гидравлически связанным с рабочими полостями, кон" тур скоростной обратной связи, связанный с двусторонним штоком и сумматором, и контур управления по координате, включающий гайку-упор и компенсатор утечек, сумматор выполнен в ви-зз де замкнутой гидравлической емкости с двумя плунжерами, один торец которой выполнен в виде мембраны, связанной с регулятором расхода, причем один из плунжеров связан с задатчи- 60 ком, а другой - с контуром скоростной обратной связи.

При этом емкость сумматора сообщена с компенсатором утечек через распределительное устройство.

Кроме того, контур управления по координате выполнен в виде шагового электродвигателя, кинематически связанного с регулятором расхода через гайку-упор и жестко связанного с двусторонним штоком.

На чертеже представлена принципиальная схема привода.

Пневмогидравлический следящий привод подачи содержит пневмогндроцилиндр 1 с установленным в нем полым поршнем 2 с двусторонним штоком 3 с образованием рабочих полостей 4,5.

В полом поршне 2 расположен неподвижный поршень 6, образующий управляющие полости 7,8. Рабочие полости 4., 5 сообщены с трехпозиционным направляющим пневмораспределителем 9, а последний подключен через редуктор 10 к источнику 11 сжатого газа. Управляющие полости 7,8 выполнены с возможностью подключения одна к другой через регулятор расхода, выполненный в виде двух последовательно установленных клапанов 12,13 с управляющими входами 14,15 и пружинами 16,17, или через гидрораспределитель 18 быстро.го хода с электромагнитом 19 и пру:,жиной 20. Кроме того, привод содер;жит задатчик, выполненный в виде

:электродвигателя 21, кинематически связанного через пару винт-гайка 22 с сумматором координаты, включающий замкнутую гидравлическую емкость 23 с двумя плунжерами 24,25, один торец которой выполнен в виде мембраны 26, связанной с управляющим входом 14 клапана 12. Плунжер 24 связан с электродвигателем 21 через пару винтгайку 22, .а плунжер 25 подключен к контуру 27 скоростной обратной связи.

Привод включает также контур управления по координате, выполненный в виде шагового электродвигателя 28, кинематически связанный через зубчатую передачу 29, винт 30, гайку-упор 31 с управляющим входом 15 клапана 13.

Компенсатор утечек включает емкость

32, через обратные клапаны 33, 34 подключенную к управляющим полостям

7,8, и емкость 35 с поршнем-грузом

36, установленную с возможностью сообщения с замкнутой гидравлической емкостью 23 через распределительное устройство 37. Перемещение плунжеров 24,25 ограничивается концевыми выключателями 38, 39,40 н 41.

Привод работает следующим образом.

В исходном положении клапаны 12 и 13 закрыты.

Электромагнит 19 запитан от системы управления (не показанаJ, тем самим обеспечивается быстрая установка штока 3 в исходное положение. По сигналам системы управления шаговый электродвигатель 28, вращая через зубчатую передачу 29 винт 30, уста1102664 навливает гайку-упор 31 в положение, соответствующее требуемому размеру обрабатываемой детали, благодаря чему под действием пружины 17 клапан

13 открывается. В то же время поступает сигнал на электродвигатель 21, который пропорционально требуемой скорости режущего инструмента (не показан), связанного со штоком 3, начинает вращать пару винт-гайка 22 и перемещать плунжер 24, который входит 0 в емкость 23, в результате этого происходит деформация мембран 26, которая жестко связана с управляющим входом 14 клапана 12, заставляя открыться последний. Электромагнит . 19 при этом обесточивается, и под действием пружины 20 гидрораспределитель 18 устанавливается в положение верхнее по чертежу. Одновременно йереключается пневмораспределитель 9 20 в положение, соответствующее направлению перемещения двустороннего штока 3, и газ через редуктор 10 от источника 11 поступает в соответствующую рабочую полость 4 или 5. Под 25 действием перепада давления в рабочих полостях 4,5 полый поршень 2 с двусторонним штоком 3 перемещаются в заданном направлении. При этом рабочая жидкость перетекает из одной gp управляющей полости, например, 8 в полость 7 через клапаны 12,13. Регулирование скорости перемещения штока 3 обеспечивается за счет разной величины открытия клапана 12. Стабилизация скорости движения штока 3 осуществляется за счет наличия контура 27 скоростной обратной связи. При перемещении штока 3 перемещается плунжер 25 в направлении, противополож« 4 ном движению плунжера 24.и со скоростью, пропорциональной скорости перемещения режущего инструмента. Благодаря чему в замкнутой гидравлической емкости 23 устанавливается избыточное да ение по сравнен с началь-45 ным давлением, пропорциональное требуемой скорости движения режущего инструмента, с учетом обратной связи по скорости, которая, деформируя в ту илн иную сторону мембрану 26, управляет открытием клапана 12. При подходе к заданной координате заранее выставленная в нужное положение гайка-упор 31, воздействуя на клапан 13, принудительно закрывает его, разобщая управляющие полости 7,8.

Одновременно с этим отключается электродвигатель 21 и переключается пневмораспределитель 9 в исходное по чертежу положение.

После окончания цикла кратковременно переключается распределительное устройство 37, и рабочая жидкость иэ емкости 35 перетекает в емкость

23, обеспечивая тем самым компенсацию утечек, и устанавливает давление в емкости 23, равное давлению начала цикла, за счет наличия поршня-гру за 36.

При реверсе привода подачи электродвигатель 21 вращается в противоположную сторону, пневмораспределитель

9 устанавливается в противоположную позицию относительно нейтрапьной, но при этом участвует другая кромка клапана 12, которая на чертеже не показана. Для компенсации изменения давления рабочей жидкости эа счет движения плунжера 25 в замкнутой гидравлической емкости 23 при быстрой установке штока 3 в исходное положение, при включении гидрораспределителя 18, необходимо кратковременно переключить распределительное устройство 37.

Технико-экономическая эффективность от использования предложенного привода по сравнению с приводом с механическим выполнением сумматора координаты и объединенным управлением по скорости и координате позволяет повысить стабильность подачи в диапазоне скоростей 10-30 мм/мин в пределах 10-15% и снизить затраты на изготовление привода до 25% при обеспечении точности 3-5 мкм.

1102664

Тираж 767 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4885/9

Филиал ППП "Патент", r. УжгОрод, ул. Проектная, 4

Составитель,В. Коваль

РедактоР М. БандУРа ТехРеД Т. ДУбинчак КоРРектоР H.Муска