Позиционный пневмопривод

 

Использование: в приводных системах промышленных роботов. Сущность изобретения: позиционный пневматический привод содержит источник 1 пневмопитания, силовой цилиндр 2, поршень 3 со штоком 4. расположенные в силовом цилиндре 2 с образованием рабочих полостей 5, 6, подключенных к источнику 1 пневматического питания через позиционный пневмораспределитель 7, гидроамортизатор 10. установленный на внешней поверхности силового цилиндра 2 вдоль его оси, и устройство перемещения штока 24 гидроамо ртизатора 10,связанные с системой управления, а упор выполнен в виде подвижной каретки 11,охватывающей силовой цилиндр 2, гидравлический амортизатор 10 и ограничители тормозного пути, которые посредством заклинивающего устройства 13, подключенного к системе управления, соединены со штоком 4 силового цилиндра 2. Кроме того, устройство перемещения штока 4 гидроамортизатора 2 изготовлено в виде двух дополнительных полостей, охватывающих шток 24 гидравлического амортизатора 10, @ и соединенных посредством позиционного пневмораспределителя 7, связанного с системой управления, с источником 1 пневмопитания и атмосферой. 1 з.п. ф-лы, 6 ил, СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5П5 F 15 В 11/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4933220/29 (22) 12.03.91 (46) 15.07.93. Бюл. М 26 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) 6.И.Киндрацкий (56) Авторское свидетельство СССР

М 1113598, кл. F 15 В 11/12, 1982. (54) ПОЗИЦИОННЪ|Й ПНЕВМОПРИ80Д (57).Использование: в приводных системах промышленных роботов, Сущность изобретения: позиционный пневматический привод содержит источник 1 пневмопитания, силовой цилиндр 2, поршень 3 со штоком 4, расположенные в силовом цилиндре 2 с образованием рабочих полостей 5, 6, подключенных к источнику 1 пневматического питания через позиционный пневмораспределитель 7, гидроамортизатор 10, установ„„Я „„1827450 А1 ленный на внешней поверхности силового цилиндра 2 вдоль его оси, и устройство перемещения штока 24 гидроамортизатора

10, связанные с системой управления, а упор выполнен а виде подвижной каретки

11, охватывающей силовой цилиндр 2, гидравличесмий амортизатор 10 и ограничители тормозного пути, которые посредством заклинивающего устройства 13, подключенного к системе управления, соединены со штоком 4 силового цилиндра 2. Кроме того, устройство перемещения штока 4 гидроамортизатора 2 изготовлено в виде двух дополнительных полостей, охватывающих шток 24 гидравлического амортизатора 10. и соединенных посредством позиционного пневмораспределителя 7, связанного с системой управления, с источником 1 пневмопитания и атмосферой. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1821450 тормозного пути 44, штоки 45 которых на- ус прааввны в противоповоыныв стороны сн

Изобретение относится к машиностроения и может быть использовано в устройствах с линейным перемещением рабочего органа, в частности в роботах и манипуляторах. 5

Цель изобретения — расширения функциональных возможностей, повышение быстродействия и точности срабатывания.

На фиг.1 изображен позиционный пневмопривод в разрезе; на фиг2 — вид сверху- 10 на фиг.1; на фиг.3- разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 — .конструкция заклинивающего уст- ройства; на фиг.5- схема гидроамортизато.ра; на фиг.6 — схема ограничителя тормозного пути. 15

Позиционный пневмопривод содержит источник пневмопитания 1, силовой цилиндр с гильзой 2, поршень 3 и шток 4, расположенные в цилиндре 2 с образованием рабочих полостей 5 и 6, подключенных к 20 источнику.пневмопитания 1 через пневмораспределитель 7, датчик 8 перемещения штока 4, систему управления S, гидроамортизатор 10, прикрепленный к гильзе силового цилиндра 2, каретку 11, рейку 12 и 25 заклинивающее устройство 13. Гидроамортизвтор 10 снабжен дросселем 14, связанным с системой управления 9.

Заклинивающее устройство 13 состоит из обоймы 15, электромагнита 16, шариков 30

17, упругих элементов 18 и колец 19. Внутренние поверхности 20 и 21 изготовлены коническими с уклоном в противоположные стороны. Заклинивающее устройство 13 охватывает рейку 12, а электромагнит 16 сое- 35 динен с системой управления 9.

Гидроамортизатор 10 состоит из корпуса 23, внутри каторого установлены шток 24 с двумя поршнями 25 и 26, дросселирующая игла 27 и микрометрический винт 28. Мик- 40 рометрический винт 28 посредством шлицевой муфты 29 соединен с устройством изменения силы торможения 14 (например шаговым электродвигателем). Внутри корпуса 23 имеются полости ЗО, 31, 32, 33, 34, 45 заполненные минеральным маслом. Указанные полости соединены между собой каналами 35, 36, 38 и 39. При этом канал 37 изготовлен коническим с углом при вершинеравнымуглуприввршинеконуса40дрос- 50 .селирующей иглы 27, Гидравлический амортизатор через позиционный распределитель 41 соединен с системой управления 9, а полости 42 и 43с источником пневмопитания 1 или атмос- % фе рой.

На внешней поверхностй силового цилиндра 2 установлены два ограничителя вдоль оси перемещения штока силового цилиндра 4. Подвижный упор (ограничитель тормозного пути 44) содержит ходовой винт

46, один конец которого соединен с гайкой

47; а на другом конце установлено зубчатое колесо 48, связывающее через шестерню 49 ходовой винт.46 с устройством 50. регулирования положения штока 45. При этом на ограничителе тормозного пути 44 установлен датчик 51 перемещения штока 45 и соединенный с его концом тягой 52. устройство

50 и датчик 51 связаны с системой управления 9.

Позиционный пневмопривод работает следующим образом.

До начала работы в систему управления

9 (нвпример микроЭВМ) вводится программа. Дальнейшее функционирование привода осуществляется в автоматическом режиме по командам системы управле- . ния 9, Рабочий ход штока 4 осуществляется путем переключения распределителя 7 s крайнее правое положение. При этом по- лость 5 силового цилиндра 2 соединяется с источником пневмопитания 1, а полость 6с атмосферой. Под действием перепада давления в полостях 5 и 6 поршень 3 со штоком 4 перемещается вправо по чертежу.

Перемещение штока 4 измеряется датчиком

8 и передается в систему управления 9, При достижение штоком 4 заданной точки Ао команде системы управления 9 срабатывает эаклинивающве устройство 13 и соединяет шток 4 с посредством рейки 12 с кареткой

11, Это приводит к пвремещению каретки 11 вдоль силового цилиндра 2, нажатию на шток 24 гидроамортизатора 10 и торможеwe штока 4. Требуемая сила торможения штока 4 устанавливается по команде системы.управления 9 устройством изменения силы торможения 14.

Торможение штока в заданной точке с помощью гидроамортиэаторв 10 и регулирование силы торможения осуществляется следующим образом. При нажатии кареткой

11 на шток 24 последний перемещается вправо при рабочем ходе и влево при обратном ходе, В первом случае это приводит к вытеснению поршнем 26 минерального масла из полости 31 через канал 36, полость

32, канал 37, полость 33 канал 38 в полость

34, а во втором случае наоборот — поршнем

25 из полости 34 в полость 31. При этом сила торможения определяется величиной кольцевого зазора между конической поверхностью канала 37 и конусом 40 дросселирующей иглы 27. Величина зазора В танавливается устройством изменения лы торможения 14 по команде системы

1827450 управления 9. Двигатель Д1 поворачивает винт 28 в нужном направлении и увеличивает или уменьшает зазор 8, что приводит соответственно к уменьшению или к увеличению тормозной силы. Позиционирование штока 4 в нужном положении осуществляется путем контакта внутренней поверхности каретки 11 со штоком 45 ограничителя 44.

Величина тормозного пути регулируется ограничителями тормозного пути 44. При этом по команде системы управления 9 двигатель 50 посредством зубчатых колес 48 и

49, ходового винта 46 и гайки 47 выдвигает или втягивает шток 45. Положение штока 45 определяется датчиком 51 положения. 15

Обратный ход штока 4 осуществляется путем переключения распределителя 7 в крайнее левов положение, а торможение в заданной точке — по команде системы управления Р аналогично рабочему ходу. 20

Принцип действия эаклинивающего устройства состоит в следующем. При подключении электромагнита 16 к системе управления (источнику электрического питания) вокруг него возникает электромаг- 25 нитное поле, которое притягивает шарики

17 и сжимает упругие элементы 18.

При этом рейка 12 свободно скользит относительно обоймы 15. После отключения электромагнита от источника питания маг- 30 нитное поле вокруг него исчезает и упругие элементы 18 поджимают шарики 17 к коническим поверхностям 20 и 21. Последнее приводит к заклиниванию стержня

12 в обойме 15 и перемещению каретки 35

11 совместно со штоком 4. Для равномерного прижатия шариков 17 установлены кольца 19.

При необходимости переместить рабочий орган после остановки в заданной точке 40 позиционирования в том же направлении, по команде системы управления 9 размыкается заклинивающее устройство 13. а распределитель 41 перемещается в крайнее левое положение и соединяет полость 43 45 гидроамортиэатора 10 с источником пневмопитания 1, а полость 42 — с атмосферой..

При этом шток 26 гидроамортизатора 10 смещается влево по чертежу и перемещает каретку 11 в исходное положение. При до- 50 стижении штоком 4 новой точки позиционирования от системы управления 9 поступает команда на заклинивающее уст- ройство 13, которое соединяет рейку 12 с кареткой 11, и распределитель 41, который 55 перемещается в среднее положение и соединяет полости 43 и 42 с атмосферой. Перемещение каретки 11 вправо приводит к нажатию на шток 24 гидроамортизатора 10 и торможению штока 4.

При последовательном перемещении штока 4 влево по команде системы управления 9 распределитель 41 перемещается в среднее и крайнее правое положение, Торможение штока 4 заданной точке позиционирования происходит аналогично.

По сравнению с прототипом предложенный позиционный пневмопривод имеет расширенные функциональные возможности, повышенное быстродействие и точность позиционирования. Он обеспечивает торможение штока пневмоцилиндра в произвольной точке рабочего хода, допускает несколько остановок штока пневмоцилиндра при движении в одном направлении, обеспечивает надежную работу привода с различными массами грузов и может быть использован в.промышленных роботах с позиционной системок управления.

Формула изобретения

1. Позиционный пневмопривод, содержащий силовой цилиндр с гильзой, в которой размещены поршень и шток с обраэовайием рабочих полостей, связанных с каналами подвода и отвода рабочей среды, и жестко соединенную со штоком рейку, на которой установлены датчик перемещения и заклинивающее устройство, подключенные к системе управления, а также гидроамортизатор со штоком для взаимодействия с подвижным упором и с тормозными полостями, соединенными между собой через дроссель, и устройство ограничения тормозного пути, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения быстродействия и точности, он снабжен установленной с возможностью перемещения по гильзе силового цилиндра и выполненной заодно с упором гидроамортизатора кареткой, в которой размещено заклинивающее устройство рейки, при этом гидроамортизатор снабжен приводным поршнем, установленным на его штоке с образованием приводных полостей, связанных с каналами подвода и отвода рабочей среды, а дроссель гидроамортизатора выполнен регулируемым и снабжен приводом дистанционного управления.

2. Пневмопривод по п.1, о тл и ч а юшийся тем, что устройство ограничения тормозного пути выполнено с двумя ограничителями в виде установленных с возможностью взаимодействия с кареткой и противоположно направленных шгоков, причем по меньшей мере один из последних установлен с возможностью перемещения и снабжен приводом дистанционного управления.

1827450

4®УГ Е

Составитель Б.Киндрацкий Редактор Л.Народная ТехредМ.Моргентал Корректор Н.Кешеля

Заказ 2348 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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