Пневмоэлектрогидравлический следящий позиционный привод подачи инструмента

 

(..1

«» 488450

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 1801.74 (21) 1990796/25-8 с присоединением заявки Й9 (23) Приоритет

Опубликовано 150881.Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 150881 (51)М. Кл.з

В 23 Q 5/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 62-82 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.И.Лопатин, Э.М.Годин и Л.К.Додонкин

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) ПНЕВМОЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИЙ

ПОЗИЦИОННЫЙ ПРИВОД ПОДАЧИ ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к станкостроению, и может быть использовано как позиционное прецизионное оборудование для программного перемещения силового исполнительного элемента металлорежущего станка с числовым управлением.

Известны позиционные приводы по10 добного типа, содержащие источник давления, пневмо- и гидроаккумулятор давления, золотник- регулятор и электрический контур управления положением золотника.

В предлагаемом приводе с целью упрощения конструкции, снижения энергетических затрат источника давления, улучшения динамических характеристик и обеспечения возможности управления перемещением исполнительного элемента по произвольному закону, определяемому сигналом-командой от ЦВМ, источник давления масла в гидромагистрали привода выполнен в виде двух силовых пневмогидравлических цилиндров, выполняющих функции мультипликатора давления и насо" са, поршни которых в процессе перемещения сдвинуты по фазе на 60-120 а эффективные площади поршней пнев- 30 матическогo цилиндра и двух гидравлических цилиндров связаны соотношением пневмо 1О и соединены обF

" гилгo щими штоками. Распределение сжатого воздуха осуществляется двумя трехпозиционными пневмораспределителями, а контролирующая расход и давление гидропанель обеспечивает нагнетание рабочей жидкости от силовых пневмогидроцилиндров к исполнительному гидродвигателю и состоит из восьми обратных клапанов, двухпозиционного гидрораспределителя и золотника-регулятора, управляемого от электромеханического преобразователя.

На чертеже представлена йринципиальная схема описываемого привода °

Трехпозиционные пневмораспределители 1 и 2 эапитаны от пневмосети, а своими выходами подключены к пневмополостям силовых пневмогидроцилиндров 3 и 4, гидрополости которых через мостиковую гидросхему на обратных клапанах 5-12 соединены с напорной магистралью 13. Привод содержит также двухпозиционный гидрораспределитель 14, гидромагистраль 15, гидро" аккумулятор 16, золотник-регулятор 17 и напорную полость силового гидроци488450 линдра 18 (исполнительного гидродвигателя), сливную гидромагистраль 19, Шток исполнительного гидродвигателя жестко или кинематически связан с датчиком 20 положения, соединенным последовательно с цифровым преобразователем 21 аналог-код устройством

22 сравнения, имеющим второй параллельный вход от устройства 23 ввода программы и устройства 24 управления, подключенным выходом к устройству 25 формирования управляющей функции, подключенному к преобразователю 26 код — аналог, связанному выходами с электромеханическим преобразователем 27, концевыми выключателями и реле 28-33, а также обмотками гидрораспределителя 14 и пневмораспределителей 1 и 2.

Работа привода подачи инструмента осуществляется следующим образом.

При срабатывании трехпозиционных пневмораспределителей 1 и 2 сжатый воздух от питающей пневмополости подается в соответствующие пневмополости пневмогидроцилиндра 3 (левую) и пневмогидроцилиндра 4 (правую). При этом рабочая жидкость под давлением начинает нагнетаться через обратные клапаны 6 и 11 в напорную гидромагистраль 13 системы, в то время как обратные клапаны 8 и 5 заперты давлением жидкости, нагнетаемой пневмогидроцилиндром 4, а обратные клапаны

9 и 12 заперты давлением жидкости, нагнетаемой пневмогидроцилиндром 3.

Далее жидкость, нагнетаемая по напорной магистрали 13, подается через канал двухпозиционного гидрораспределителя 14 на вход золотника-регулятора 17, который своим положением относительно гидравлической нейтрали, зависимым от сигнала управления с электромеханического преобразователя 27, определяет расход рабочей жидкости и давление в полостях исполнительногo гидродвигателя 18. При этом жидкость от соответствующей полости исполнительного гидродвигателя

18 через золотник-регулятор 17, гидромагистраль 19, обратный клапан 10 подается в гидрополость силового пневмогидроцилиндра 4, а через обратный клапан 7 — в гидрополость силового пневмогидроцилиндра 3. Одновременно датчик 20 положения выдает текущую информацию о положении силового исполнительного элемента на аналогово-цифровой преобразователь 21, который, в свою очередь, подает на вход устройства 22 сравнения преобразованный (например, в виде параллельного двоичного кода Грея) сигнал с датчика. Параллельно на вход устройства 22 сравнения поступает через устройство 23 ввода программы и устроиство 24 управления сигнал команды от задатчика, например от ЦВМ.

Далее сигнал рассогласования подает

5 !

О

60 б5 ся на устройство 25 формирования управляющей функции, преобразователь

26 код-аналог и электромеханический преобразователь 27.

При выполнении намеченного цикла положение поршней силовых пневмогидроцилиндров 3 и 4 в процессе нагнетания масла к напорной полости исполнительного гидродвигателя регулируется системой нормально закнутых концевых выключателей 30-31, нормально разомкнутых концевых выключателей

28, 29, блокирующих ре. е 32, 33 и трехпозиционными пневмораспределителями 1 и 2 °

Например, если шток гидроцилиндра

4 начинает двигаться из исходного правого положения, тоъзамкнув концевой выключатель 31, соединяет участок электросети от преобразователя аналог-код до нормально разомкнутого концевого выключателя 29 и реле

33. Если в процессе перемещения шток гидроцилиндра 4 нажимает на концевой выключатель 29, вся электроцепь; замыкается и на обмотку трехпозиционного пневмораспределителя 2 поступает ток управления, переключающий золотник в положение, при котором правая полость пневмогидроцилиндра

4 соединяется с атмосферой, а левая: с магистралью сжатого воздуха. Одновременно ток поступает в обмотку блокирующего электромеханического реле 33 и контакт срабатывает, замыкая параллельно электроцепь питания обмоток трехпозиционного пневмораспределителя 2. Когда поршни пневмогидроцилиндра 4 под давлением воздуха перемещаются в обратном направлении, их штоки размыкают контакт концевого выключателя 29, а обмотки трехпоцизионного пневмораспределителя по цепи контакта реле по прежнему находятся под напряжением до тех пор, пока шток пневмогидроцилиндра 4 при возвратном движении не коснется нормально замкнутого концевого выключателя 31, не обесточит электроцепь и контактом реле не разорвет ее.

При этом обмотка трехпозиционного пневмораспределителя 2 обесточивает-. ся,его золотник возвращается в положение, при котором полость под давлением соедийяется с атмосферой, а другая-с подводящей пневмосетью.

Аналогичная последовательность действий осуществляется при работе пневмоцилиндра 3. При этом смещение по фазе на угол 60-120О в процессе перемещения поршней обеспечивает непрерывное нагнетание рабочей жидкости в напорную магистраль 13.

Если необходимо согласно заданной программе остановить исполнительный элемент привода, через преобразователь 26 аналог — код выдается от задатчика, устройства 23 ввода программы и устройства 24 управления

488450 сигнал-команда на обмотку гидрораспределителя 14, который, срабатывая, перекрывает напорную гидромагистраль

15. Одновременно в обмотки трехпози ионных пневмораспределителей 1 и

2 поступает сигнал по той же управляющей цепи, переводящей золотник в положение, при котором пневмопополости силовых пневмогидроцилиндров 3 и 4 соединяются с атмосферой, а подводящая пневмополость перекрывается золотником-распределителем.

Далее цикл работы устройства повторяется.

Формула изобретения

1. Пневмоэлектрогидравлический следящий позиционный привод подачи инструмента, содержащий источник давления, пневмо- и гидроаккумулятор давления, золотник-регулятор и электрический контур управления положением золотника-регулятора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения энергетических затрат. источника давления, улучшения динамических характеристик, обеспечения воэможности управления перемещением исполнительного элемента по произвольному закону, определяемому сигналом- командой от ЦВМ, введены восемь гидравлических обратных клапанов, двухпозиционный гидрораспределитель и исполнительный гидродвигатель, а источник давления жидкости в напорной магистрали выполнен в виде двух трехпозиционных пневмораспределителей, подключенных входом к пневмополости сжатого воздуха, а выходами — к атмосфере и к пневмополостям силовых ,пневмогидроцилиндров, гидрополости которых через обратные .клапаны и двухпозиционный гидрораспределитель подключены к золотнику-регулятору силового исполнительного гидродвигателя.

2. Привод по и. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что силовые элементы источника давления масла в напорной магистрали выполнены в виде двух силовых пневмогидроцилиндров, содержащих общий пневмопоршень, соеди0 ненный штока с двумя г поршня каждый из которых расположен по разные стороны от пневмопоршня.

3. Привод по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что, эффективные площади поршней силовых пневмогидроцилиндров выполнены в соотноше«

F нии не™ о

F гидро

4. Привод по пп. 1-3, о т rr u ч а ю шийся тем, что поршни

39 пневмогидроцилиндров сдвинуты по ходу в процессах перемещения по фазе на угол 60-120

5. Привод по пп. 1-4, о т л и ч а ю шийся тем, что электроцепь управления положением золотника-регулятора состоит последовательI но из датчика перемещения, своим выходом жестко или кинематически связанного со штоком исполнительного гидродвигателя, а выходом — с преобразователем аналог-код, подключенным к устройству сравнения, которое и следовательно соединено с устройством управления, устройством ввода программы,.стыкуемым с задатчиком сигнала команды ЦВМ, а выходом подключено последовательно к устройству формирования управляющей функции, преобразователю код-аналог, подключенному выходами к электромеханическому преоб40 разователю золотника-регулятора концевыми выключателями, блокирующими реле, обмотками пневмо- и гидрораспределителей.