Устройство для позиционирования

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕаЪБЛИН

09l 033

А1 (5))5 G 05 П 3/00

-ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4609464/24 (22) 17. 10.88 (46) 23„04.9 1, Бюл. р 15 (71) Московский институт приборостроения (? 2) Ю.Л. Николаев, А. Г,. Ершов, В.А. Смирнов и О,И. Петров (53) 62-50(088.8) (56) Иванов A.À,. Проектирование систем автоматического манипулирования изделиями. — И.: Машиностроение, 1981, с. 216-228,.

Промышленная робототехника. /Под ред. Я.А. (!ифрина, — М.: Машиностроение, 1982, с. 188-209. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к средстваи автоматического управления перемещением рабочих органов приборных и технологических систем и может использоваться в технике линейных измерений, приборах точной механики и оптики, технологическом оборудовании, в частности в робототехнических устройствах, в качестве однокоординатного многопозиционного модуля линейных перемещений. Цель изобретения — повышение точности позиционирования. Пля этого электромеханический исполнительный механизм снабжен пьезопакетом 4 и управляемым захватом 5 поверхности цилиндрической направляющей корпуса, а в блок управления введены ключи 14, 15, двухпороговый компаратор 12, триггер 13, усилитель 16 напряжения питания пьезопакета 4 и релейный элемент 17 включения захвата 5. Такое техническое решение позволяет обеспечить многопозиционный цикл работы с поддержанием точности позиционирования в пределах погрешности измерения положения подвижного штока„ 4 ил .

094

1644

Изобретение относится к- средствам автоматического управления перемещением рабочих органов приборных и технологических систем и может ис5 пользоваться в технике линейных измерений, приборах точной механики и оптики, технологическом оборудовании, в частности в робототехнических устройствах в качестве однокоординатного 10 многопозиционного модуля линейных перемещений.

Цель изобретения — повышение точности позиционирования.

На фиг. 1 показано конструктивное выполнение устройства для позиционирования; на фиг. 2 - пример выполнения управляемого захвата; на фиг. 3 - структурная схема устройства; на фиг. 4 — функциональная схема двух-р порогового компаратора.

Устройство для позиционирования (фиг. 1) содержит корпус 1 с цилиндрической направляющей, подвижный шток

2, соединенный с приводом 3, пьезо- 25 пакет 4 с закрепленным на его базовой торцевой поверхности захватом 5, установленный неподвижно отсчетной поверхностью на подвижном штоке. Захват

5 (фиг. 2) выполнен в виде шайбы, внут-30 ри которой установлены пьезокерамические элементы 6 фиксации. При этом захват 5 взаимодействует с поверхностью цилиндрической направляющей корпуса 1 Положение подвижного штока 2 измеряется датчиком 7 положения. Устройство также содержит блок 8 управления, имеющий .измерительный преобразователь 9 датчика положения, элемент 10 сравнения, элемент 11 управ- .40 ления приводом, двухпороговый компаратор 12, триггер 13, ключи 14 и 15, усилитель 16 напряжения питания пьезопакета, релейный элемент 17 захвата и задатчик 18 положения, 45

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сигнал ошиб. ки на выходе элемента 10 находится в пределах от U pop I до Б „, При

50 этом триггер 13 находится в нулевом состоянии. Ключ 14 выключен, ключ 15 включен, а релейный элемент 17 удерживает захват 5 во включенном состоя-. нии, обеспечивая механическую связь корпуса 1 с подвижным штоком 2 через

55 пьезопакет 4. При значениях сигнала ошибки в пределах o Unop до UïÎp2 измеренное с помощью датчика 7 и преобразователя 9 отклонение поступает через замкнутый ключ 15.на вход усилителя 16, выходное напряжение которого вызывает соответствующее изменение размера пьезопакета 4 в осевом направлении. В результате происходит перемещение отсчетной поверхности пьезопакета, приводящее в движение подвижный шток и регулирующее его положение ° Если сигнал ошибки превышает Urtop» или U дцр, /, компаратор 12 переключает триггер 13 в единичное состояние. При этом происходит быстрое отключение захвата 5, что обеспечивается подачей обратного напряжения с релейного элемента 17 на пьезокерамические элементы б фиксации, .вызывая уменьшение линейного размера последних. Одновременно выключается ключ 15,устанавливая пьезопакет в нулевое положение, и включается ключ 14.В результате посредством элемента 11 управления и привода 3 осуществляется перемещение штока устройства в направлении, зависящем от знака сигнала ошибки. При достижении сигнала ошибки, соответствующего пороговому значению UÄop<или Uä< » происходит установка триггера в нулевое положение, в результате чего привод 3 отключается и включается захват 5 и цепь управления пьезопакетом 4. Устройство переходит в исходное состояние с регулированием заданного положения посредством пьезопакета.

Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить многопозиционный цикл работы с поддержанием точности позиционирования в пределах погрешности измерения положения подвижного штока.

Формула изобретения

Устройство для позиционирования, содержащее электромеханический исполнительный механизм, состоящий из корпуса с цилиндрической направляющей, на которой размещен цилиндрический подвижный шток, соединенный с приводом перемещения подвижного штока и датчиком положения подвижного штока, а также блок управления, содержац ий элемент управления приводом перемещения подвижного штока и элемент сравнения, подключенный первым входом к выходу задатчика положе1644094 ния, а вторым входом — к выходу измерительного преобразователя датчика положения подвижного штока, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования, электромеханический исполнительный механизм снабжен пьезопакетом и управляемым захватом поверхности цилиндрической направляющей корпуса, причем пьезопакет установлен вдоль направления перемещения подвижного штока, отсчетная поверхность пьезопакета неподвижно соединена с поверхностью подвижного штока, управляемый захват выполнен в виде шайбы с пьезокерамическими элементами Аиксации, расположен соосно с цилиндрической направляющей корпуса и закреплен на базовой поверхности пьезопакета, а блок управления снабжен двумя источниками пороговых напряжений, двумя ключами, усилителем напряжения питания пьезонакета, релейным элементом включения захвата, триггером и двух5 пороговым компаратором, первый и второй входы которого соединены с выходами соответствующих источников пороговых напряжений, третий вход — с выходом элемента сравнения и с инфор1О мационными входами двух ключей, а первый и второй выходы — c соответствующими входами триггера, соединенного первым выходом с управляющим входом первого ключа, подключенного выходом к

15 входу элемента управления приводом перемещения подвижного штока, а вторым выходом — с входом релейного элемента включения захвата и управляющим входом второго ключа, подключенного выходом к входу усилителя напряжения питания пьезопакета.

1644094

Составитель ".. .Прямицын

Техред Л. Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Редактор О. 10рковецкая

Заказ 1240 Тираж 468 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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