Устройство для управления возвратно-поступательным перемещением пневматического исполнительного механизма

 

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано в пневматических системах управления промышленными роботами. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик. Внутри корпуса 1, имеющего каналы 2 и 3 соотв. питания и сброса и выходной канал 4, расположены камеры 5 и 6 с кольцевыми выступами 9, 10, 11, 12, 15, 16. В камерах 5 и 6 размещены диски 17 и 20. Полость 21 внутри кольцевого выступа 16 соединена с полостью 19 каналом 23 и через отверстие 24 и дроссель 25 с атмосферой. В кольцевом выступе 10 выполнена кольцевая выточка 26 с образованием центрального выступа 27, сообщенная с выходным каналом 4 и через отверстие 28 и осевой канал 29 с камерой 6. Диск 17 выполнен с кольцевым буртом 30, входящим в кольцевую выточку 26. Канал 2 питания сообщен с выходным каналом согласно одному из вариантов через проходные пазы 31 в кольцевом выступе 15 и отверстие 32 в диске 17. Согласно второму варианту эта связь осуществляется каналом, выполненном в наружном торце и центральном выступе камеры 5. Канал 34 периодически с помощью клапана 35, управляемого пружиной 36 и индукционной катушкой 37, соединяет камеру 5 с атмосферой. Устройство также содержит пневматический исполнительный механизм 39 с поршнем 40, штоком 41, имеющим кулачок 43, и пружиной 42. В цепь управления катушкой 37 включены реле 46 и источник постоянного напряжения. Улучшение эксплуатационных характеристик достигается за счет обеспечения независимости величины давления воздуха в рабочей полости 38 в конце хода поршня 40 в направлении по стрелке Б от величины предварительного сжатия пружины 42. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (lt) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4381 5á4/25-29 (22) 22.02.88 (46) 07. 11.89. Бюл. и 41 (71) Смоленское научно-производственное объединение "Техноприбор" (72) A. А.Малых, Е. М, Блинов и В.П.Романенко (53) ()21-525 (088.6) .(56) Авторское свидетельство СССР

Н 1084495, кл. Г 15 В 13/02, 1982. (дц 4 Г 1 5 В 1 3 /02, F 1 5 C 3 / 1 á

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗВРАТН0-ПОСТУПАТЕЛЬНЬ1М ПЕРЕМЕЦЕНИЕМ

ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА (57) Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано в пневматических системах управления промышленными роботами. Целью изобретения является

1520269 улучшение эксплуатационных характеристик. Внутри корпуса 1, имеющего каналы 2 и 3 соотв. питания и сброса и выходной канал 4, расположены камеры 5 и 6 с кольцевыми выступами

9, 10, 11, 12, 15, 16. В камерах 5 и 6 размещены диски 17 и 20. Полость

21 внутри кольцевого выступа 16 соединена с полостью 19 каналом 23 и через отверстие 24 и дроссель 25 с атмосферой. В кольцевом выступе 10 выполнена кольцевая выточка 26 с образованием центрального выступа 27, сообщенная с выходным каналом 4 и че- 15 рез отверстие 28 и осевой канал 29 с камерой 6, Диск 17 выполнен с кольцевым буртом 30, входящим в кольцевую выточку 26, Канал 2 питания сооб.щен с выходным каналом согласно одно- 20 му из вариантов через проходные пазы 31 в кольцевом выступе 15 и отИзобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано в пневматических 30 системах управления промышленными роботами.

Цель изобретения — улучшение эксплуатационных характеристик путем исключения зависимости предварительной

35 деформации пружины исполнительного механизма от величины давления воздуха в рабочей полости в конце хода поршня..

На фиг. 1 изображено предлагаемое 40 устройство, осевое сечение; на фиг. 2вариант выполнения устройства.

Устройство содержит корпус 1 с каналами питания 2 и сброса 3 и выходным каналом 4, Внутри корпуса 1 рас- 45 положены первая 5 и вторая 6 камеры, на внутренних торцах 7 и 8 которых имеется по два концентричных кольцевых выступа 9, 10 и 11, 12 соответственно, а на наружных торцах 13 и 14по одному кольцевому выступу 15 и 16 соответственно. Канал 2 питания сообщен с первой камерой 5, а канал 3 сброса - с второй камерой 6.

Внутри первой камеры 5 установлен диск 17 с возможностью образования

55 с кольцевым выступом 15 полости 18, а с кольцевыми выступами 9 и 10 - полости 19, Внутри второй камеры 6 усверстие 32 в диске 17. Согласно второму варианту эта связь осуществляется каналом, выполненным в наружном торце и центральном выступе камеры

5. Канал 34 периодически с помощью клапана 35, управляемого пружиной 36 и индукционной катушкой 37, соединяет камеру 5 с атмосферой. Устройство также содержит пневматический исполнительный механизм 39 с поршнем 40, штоком 41, имеющим кулачок 43, и пружиной 42. В цепь управления катушкой

37 включены реле 46 и источник постоянного напряжения. Улучшение эксплуатационных характеристик достигается за счет обеспечения независимости величины давления воздуха в рабочей полости 38 в конце хода поршня 40 в направлении по стрелке b от величины предварительного сжатия пружины

42. 2 з.п,ф-лы, 2 ил.

I тановлен диск 20 с возможностью образования с кольцевым выступом 16 полости 21, а с кольцевыми выступами

11 и 12 - полости 22. Последняя соединена с полостью 19 каналом 23 и через отверстие 24 и дроссель 25 - с атмосферой. В кольцевом выступе 10 выполнена кольцевая выточка 26 с образованием центрального выступа 27, сообщенная с выходным каналом 4 и через отверстие 28 и осевой канал 29, выполненный в кольцевом выступе 12,с второй камерой 6. Диск 17, расположенный в первой камере 5, выполнен с кольцевым буртом 30, входящим в кольцевую выточку 26. Контактирующие поверхности кольцевого бурта 30 и кольцевой выточки 26 притерты друг к другу.

В данном устройстве канал 2 питания сообщен через кольцевую выточку

26 с выходным каналом 4. Согласно одному из вариантов (фиг. 1) эта связь осуществляется через проходные пазы

31., выполненные в кольцевом выступе

15, и отверстие 32 в диске 17 в первой камере 5, ограниченное кольцевым буртом 30. При этом проходные пазы

31 сообщают канал 2 питания с полостью 18, а отверстие 32 сообщает по69 6 диска 17 от кольцевых выступов 9 и 10 и центрального выступа 27 к кольцевому выступу 15 при открытии канала 34 клапаном 35 обеспечивается за счет того, . что площадь кольцевого зазора между камерой 5 и диском 17 меньше, чем площадь сечения каждого из каналов

2 и 34. Так как полость 21 соединена с полостью 19 через канал 23, а с атмосферой — через отверстие 24 с установленным в нем дросселем 25, то давление воздуха в полости 21 больше, чем в полости 22. В результате этого диск 20 будет прижат к кольцевому выступу 11, отсоединяя канал 4 выхода от канала 3 сброса.

flop действием давления сжатого воздуха, P„ поршень 40 исполнительного механизма 39 вместе со штоком 41 и кулачком 43 начинает перемещаться в направлении по стрелке А, сжимая пружину 42. При некотором перемещении поршня 40 контакты 44 и 45 выходят из соприкосновения с кулачком 43 и цепь катушки 37 размыкается, а клапан 35. перекрывает канал 34 под действием пружины 36.

После закрытия клапана 35 диск 17 по прежнему контактирует с кольцевым выступом 15. Это обеспечивается за счет того, что воздух поступает иэ канала 2 питания в полость 18 через пазы 31, а из полости 18 воздух поступает в выходной канал 4 через отверстие 32, кольцевую выточку 26 с внутренней стороны кольцевого буртика 30. Струя воздуха при своем истечении через отверстие 32 создает подсос воздуха из полости 18, в результате чего средняя величина давления воздуха в полости 18 будет меньше, чем средняя величина давления воздуха в полости 19. При этом также необхо-. димо, чтобы величина кольцевого зазора между камерой 5 и диском 17 была меньше, чем площадь сечения канала

32. Таким образом, на всем протяжении движения поршня 40 в направлении по стрелке А диск контактирует с- кольцевым выступом 15.

5 15202 лость 18 с кольцевой выточкой 26 и далее - с выходным каналом 4.

Согласно второму варианту эта связь осуществляется каналом 33 выt 5 полненным в наружном торце 13 и центральном выступе 27 первой камеры 5 (фиг. 2).

В корпусе 1 выполнен канал 34 периодически с помощью клапана 35, уп- 10 равляемого пружиной 36 и индукционной катушкой 37, соединяющей камеру 5 с атмосферой. Кольцевая выточка 26 соединена через выходной канал 4 с рабочей полостью 30 пневматического исполнительного механизма 39, который имеет поршень 40, поджатый со стороны штока 41 пружиной 42. Ыток 41 механизма 39 снабжен кулачком 43, периодически замыкающим контакты 44 и 45 индукционной катушки 37. В цепь управления индукционной катушки 37 также включено реле 46, Устройство работает следующим образом, 25

В исходном положении поршень,40 пневматического механизма 39 находится в крайнем правам (по фиг. 1) положении. Контакты 44 и 45 находятся в замкнутом состоянии через кулачок ЭО

43. Реле 46 индукционной катушки 37 разомкнуто, а клапан 35 под действием пружины 36 перекрывает канал 34.

Канал 2 питания подключен к источнику сжатого воздуха (не показан) с давле- 35 нием Р„. Диск 17 под действием давления Р„ в канале 2 питания находится в контакте с кольцевыми выступами .9 и 10 и центральным выступом 27, в результате чего полость 19 отключена 40 от кольцевой выточки 26, соединенной с выходным клапаном 4. При замыкании реле 46 цепь катушки 37 будет подключена к источнику постоянного напряжения, в результате чего клапан 35, 45 преодолевая усилие пружины 36, открывает канал 34. Под действием потока воздуха, протекающего из канала 2 питания через кольцевой зазор, образованный камерой 5 и диском 17, в канал 50

34, диск 17 перемещается вверх и прилипает к кольцевому выступу 15, соединяя рабочую полость 30 пневматического исполнительного механизма 39 через выходной канал 4, кольцевую выточку 26, отверстие 32, полость 18, проходные пазы 31, кольцевой зазор между камерой 5 и диском 17, полость

l9 с каналом 2 питания. Перемещение

Как только поршень 40 переместит.ся до упора, движение воздуха в кольцевой выточке 26 прекращается, а движение воздуха из полости 19 через канал 23, и отверстие с дросселем 25. в атмосферу будет продолжаться. С

1520269 другой стороны диска 17, т.е. в полости 18, движение воздуха отсутствует. В результате этого величина среднего давления воздуха в полости 18 становится больше, чем величина среднего давления воздуха в полости 19, и диск 17 перемещается от кольцевого выступа 15 к кольцевым выступам 9 и

10 и к центральному выступу 27, от I0 соединяя канал 2 питания от выходного канала 4, Как только диск 17 перемещается к кольцевым выступам 9 и 10 и центральному выступу 27, давление воздуха в полости 21 сравняется с

15 атмосферным, и диск 20 под действием давления воздуха, действующего на него со стороны осевого канала 29, перемещается к кольцевому выступу 16, соединяя выходной канал 4 через кольцевую выточку 26, отверстие 28 и осевой канал 29 и полость 22 с каналом

3 сброса. Начиная с этого момента

1 поршень 40 вместе со штоком 41 и кулачком 43 перемещается в направлении по стрелке Б под действием усилия пружины 42. Как только поршень 40 перемещается на полную величину своего хода, происходит замыкание контактов

44 и 45, и цепь индукционной катушки

37 подключается к источнику постоян- ного напряжения, в результате чего клапан 35 соединяет канал 34 с атмосферой, и дальнейшая работа устройства происходит аналогично описанному.

После отработки поршнем 40 необходи- Ç5 мого числа циклов перемещений. реле 46 размыкается, и поршень 40 остается в неподвижном состоянии.

Работа устройства по дополнительному .варианту осуществляется аналогично описанному, за исключением того, что процесс подсоса воздуха из полости 18 в кольцевую выточку 26, когда 45 диск 17. контактирует с кольцевым выступом 15, осуществляется через канал 33 (фиг. 2).

Улучшение эксплуатационных харак- 50 теристик в предлагаемом устройстве достигается за счет обеспечения неза.висимости величины давления воздуха в рабочей полости 38 в конце хода поршня 40 в направлении по стрелке 55

Б от величины предварительного сжатия пружины 42.

Формула и зобрете ни я !

1. Устройство для управления возвратно-поступательным перемещением пневматического исполнительного механизма, содержащее корпус с каналами питания и сброса, выходным каналом и двумя камерами, имеющими на внутренних торцах по два концентричных кольцевых выступа, а на наружных торцах - по одному кольцевому выступу, два.диска, каждый из которых установлен в камере с возможностью образования с кольцевыми выступами полостей, причем канал питания сообщен с первой камерой, канал сброса - с второй камерой, выходной канал соединен с второй камерой через осевой канал в кольцевом выступе меньшего диаметра, а полость внутри кольцевого выступа на наружном торце второй камеры соединена с полостью между кольцевыми выступами на внутреннем торце первой камеры и через дроссель - с атмосферой,отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, в кольцевом выступе, меньшего диаметра первой камеры выполнена кольцевая выточка, образующая центральный выступ и сообщенная с выходным и осевым каналами, диск, расположенный в первой камере, выполнен с кольцевым буртом, входящим в кольцевую выточку, а канал питания сообщен с выходным каналом через кольцевую выточку, причем в корпусе выполнен канал, периодически сообщающий первую камеру с атмосферой.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, в кольцевом выступе на наружном торце первой камеры выполнены проходные пазы, сообщающие канал питания с полостью внутри кольцевого выступа на наружном торце первой камеры, а е диске, размещенном в первой камере, выполнено отверстие, ограниченное кольцевым буртом, сообщающее полость внутри кольцевого выступа на наружном торце первой камеры с кольцевой выточкой.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем; что канал питания сообщен с кольцевой выточкой посредством канала, выполненного в наружном торце и центральном выступе первой камеры.

1520269

Редактор Н.Яцола

Заказ 6737/37

Тираж 605

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

««««

«!

Составитель А.Гудков

Техред А.Кравчук Корректор М.Пожо