Пневматический следящий привод

 

Изобретение относится к области пневмоавтоматики и может быть использовано в системах управления рабочими органами промышленных роботов и манипуляторов Целью изобретения является повышение надежности, быстродействия и точности При изменении командного давления Рк равновесие между усилиями со стороны мембраны 5 и пружины 4 нарушается и зо лотник 6 смещается В результате одна по лость пневмоцилиндра 1 сообщается с источником давления питания, а другая - с атмосферой При заданном уровне давления питания тормозное устройство 8 не препятствует перемещению штока 3 В случае снижения давления питания ниже установленного уровня заслонка перекрывает со пло и рабочая полость 16 разобщается с атмосферой и соединяется с источником давления питания и пневмоемкостью Обра зующиеся на разрезном кольце 10 радиальные усилия создают силу трения необходимую для затормаживания штока 3 2 ил сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 15 В 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ГIО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Рп (21) 4699155/29 (22) 31.05.89 (46) 30 04.91. Бюл. М 16 (71) Центральное технико-конструкторское бюро Научно-производственного обьединения "Судостроение" Минречфлота (72) В,Н.Фокин и Е.Я.Кримштейн (53) 62-521(088.8) (56) Системы позиционирования рабочих органов промышленных роботов с пневмоприводами 1у1., НИИмаш. 1983, с 38, рис.27. (54) ПНЕВМ/, ГИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД (57) Изобретение относится к области пневмоавто латики и может быть использовано в системах управления рабочими органами промышленных роботов и манипуляторов.

Целью изобретения является повышение

» . Ж,„, 1645657 А1 надежности, быстродействия и точности.

При изменении командного давления Р, равновесие между усилиями со стороны мембраны 5 и пружины 4 нарушается и золотник 6 смещается. В результате одча полость пневмоцилиндра 1 сообщается с источником давления питания, а другая — с атмосферой, При заданном уровне давления питания тормозное устройство 8 не препятствует перемещению штока 3, В случае снижения давления питания ниже установленного уровня заслонка перекрывает сопло и рабочая полость 16 разобщается с атмосферой и соединяется с источнико л давления питания и пневмоемкостью. Образующиеся на разрезном кольце 10 радиальные усилия создают силу трения необходимую для затормаживания штока 3

2 ил. jl

1645657

55

Изобретение относится к области пневмоавтоматики и может быть использовано в системах управления рабочими органами промышленных роботов и манипуляторов, Целью изобретения является повышение надежности, быстродействия и точности.

На фиг.1 изображена схема пневматического следящего привода; на фиг.2 — схема мембранно-дроссельной системы включения.

Привод содержит исполнительный пневмоцилиндр 1 с поршнем 2 и полым штоком 3. Внутри полого штока 3 размещена пружина 4 обратной связи. которая с одной стороны соединена со штоком 3, а с другой — с жестким центром мембраны 5 механизма управления (не обозначен) и с распределительным золотником 6, расположенным в крышке 7. С противоположной последней стороны размещено тормозное устройство 8, включающее перегородку 9, опертое на нее и установленное по скользящей посадке на штоке 3 разрезное кольцо

10 с наружной конической поверхностью, нажимную шайбу 11, контактные шарики, из которых обозначен один шарик 12, цилиндрические пружины, иэ которых обозначена одна 13, кольцевую мембрану 14, на кольцевом жестком центре которой закреплены толкатели, из которых обозначен один

15. Рабочая полость 16 тормозного устройства образована мембраной 14 и выточкой крышки (не обозначена) и подключена к мембранно-дроссельной системе 17 включения. Полости (не обозначены) пневмоцилиндра 1 связаны с источником давления (не изображен) и атмосферой через золотник 6.

Система 17 выполнена в виде трехмембранного реле 18 с входным, выходным и управляющим соплами 19-21, одноконтактного пневмоклапана 22, мембранного измерителя 23 давления с управляющей заслонкой 24, установленной с возможностью взаимодействия с соплом 21, пневмоемкости 25 и дросселя 26 постоянного сечения.

Входы измерителя 23 и пневмоклапана

22 подключены к источнику давления питания, выход пневмоклапана 22 соединен с пневмоемкостью 25, соплом 19 и через дроссель 26 — с соплом 21 и положительной камерой 27 реле 18, а рабочая полость 16 тормозного устройства 8 соединена с отри цательной камерой 28 пневмоклапана 22, входной камерой 29 реле 18 и через выходную камеру 30 и сопло 20 последнего — с атмосферой. Мембранная полость 31 измерителя 23 соединена с источником давления питания, Пневматический следящий привод работает следующим образом, При подаче давления питания Рл сжатый воздух давлением, например 0,14 МПа, подводится к распределительному золотнику 6 и к системе 17. Командное давление Рк, которое изменяется от 0,02 до 0,1 МПа, воздействуя на эффективную площадь мембраны 5, формирует усилие, которое уравновешивается пружиной 4 обратной связи, и поршень со штоком 3 неподвижны.

При необходимости переместить поршень 2 в какое-либо новое положение следует соответственно изменить величину командного давления P,. .Например, поршень 2 требуется переместить вправо (по чертежу), Для этого командное давление Р, следует увеличить. Равновесие между усилием со стороны мембраны 5 и усилием пружины 4 обратной связи нарушается и жесткий центр мембраны 5 с распределительным золотником 6 смещается влево. Левая полость пневмоцилиндра 1 сообщается с источником давления питания, а правая полость — с атмосферой. Под воздействием создавшегося перепада давления г1оршень

2 будет перемещаться вправо до тех пор, пока пружина 4 обратной связи не возвратит жесткий центр мембраны 5 и вместе с ним золотник 6 в исходное положение.

При необходимости переместить поршень 2 влево командное давление Р, следует уменьшить и последовательность работы для перемещением поршня 2 в новое положение будет аналогична.

При заданном уровне давления питания

Рл давление в рабочей полости 16 тормозного устройства 8 отсутствует, шток 3 пневмоцилиндра 1 расторможен и поршень 2 свободно перемещается в соответствии с величиной командного давления Рк, Измерение и настройка величины давления питания Рл осуществляется мембранным измерителем 23. При подаче давления питания Рл сжатый воздух давлением 0,14

МПа подоодится в мембранную полость 31 измерителя 23, на вход одноконтактного клапана 22 и через него к пневмоем кости 25, к входному соплу 19 трехмембранного реле

18 и через дроссель 26 — в положительную камеру 27 per.t: 18 и к управляющему соплу

21.

При сохранении значения заданного давления питания Р, между заслонкой иэмерителя 23 и управляющим соплом 21 сохраняется зазор S=-О,З мм, через который сжатый воздух, поступающий через постоянный дроссель 26, свободно истекает в атмосферу, а сопло 19 трехмембранного реле

18 остается закрытым.

1645657

Рабочая полость 16 тормозного устройства 8 через выходное сопло 20 и выходную камеру 30 реле 18 сообщена с атмосферой.

Нажимная шайба 11 под воздействием пружины 13 находится в крайнем правом положении, в котором обеспечивается достаточный зазор между контактными шариками и коническими поверхностями нажимной шайбы 11 и разрезного кольца 10, Шток 3 может свободно перемещаться совместно с поршнем 2, положение которого зависит от величины Р».

При снижении давления питания Рл ниже установленного уровня или при его исчез. новении под действием дисбаланса усилий заслонка 24 измерителя 23 сместится вниз и перекроет управляющее сопло 21, давление в положительной камере 27 реле 18 резко возрастет и под воздействием суммарного усилия входное сопло 19 реле 18 откроется, а его выходное сопло 20 закроется, рабочая полость 16 разобщается с атмосферой и сообщается через реле 18 с источником давления питания и пневмоемкостью 25.

Под воздействием дискретного сигнала жесткий центр кольцевой мембраны 14 сместится влево и посредством толкателей, нажимной шайбы 11 и контактных шариков обожмет разрезное кольцо 10 относительно наружной поверхности штока 3. Образующиеся на разрезном кольце 10 радиальные усилия создают силу трения, достаточную для затормаживания штока 3.

Дискретный пневмосигнал, сформировавшийся на выходе реле 18, поступает одновременно в рабочую полость 16 тормозного устройства 8 и в отрицательную камеру 28 одноконтактного пневмоклапана

22, закрывает его, отсекая тем самым систему 17 от источника давления питания и автоматически переводя ее в режим автоблокировки.

Так как управляющее сопло 21 и выходное сопло 20 реле 18 перекрыты, то при

40 определенной степени герметичности рабочей полости 16 тормозного устройства 8 и эа счет наличия в схеме 17 пневмовмкости 25 привод может находиться в заторможенном положении достаточно долго.

Формула изобретения

Пневматический следящий привод, содержащий исполнительный пневмоцилиндр с поршнем и штоком, полости которого связаны с источником давления питания и атмосферой через распределительный золотник с мембранным механизмом управления и пружиной обратной связи по положению штока пневмоцилиндра, а также тормозное устройство, подключенное своей рабочей полостью к мембранно-дроссельной системе включения и кинематически соединенное со штоком пневмоцилиндра. о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, быстродействия и точности, мембранно-дроссельная система включения выполнена в виде трехмембранного реле с входным, выходным и управляющим соплами, одноконтактного пневмоклапана, мембранного измерителя давления с управляющей заслонкой, установленной с возможностью взаимодействия с управляющим соплом трехмембранного реле, пневмоемкости и дросселя постоянного сечения, причем входы измерителя давления и одноконтактного пневмоклапана подключены к источнику давления питания, выход одноконтактного пневмоклапана соединен с пневмоемкостью, входным соплом трехмембранного реле и через дроссель — с управляющим соплом и положительной камерой трехмембранного реле, а рабочая полость тормозного устройства соединена с отрицательной камерой одноконтактного пневмоклапана, входной камерой трехмембранного реле и через выходную камеру и выходное сопло последнего — с атмосферой.

1645657

17

Составитель С. Рождественский

Редактор О. Спесивых Техред М.Моргентал Корректор Л Пилипенко

Заказ 1338 Тираж 393 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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