Система управления пневматическим манипулятором

 

О П И С А Н И Е ()943647

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетсник

Социалистические республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 31.03.78 (21) 2597803/18-24 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.82. Бюллетень (те 26

Дата опубликования описания 15.07.82 (5I )A%. Кл.

GO5 В 19/44

9вударстаанЫ комитет

Сььр ао делам изобретений н открытий (53) УДК 621

-525(088.8) М. М. Марков и С. А. Воинов (72) Авторы изобретения (7т) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИМ

МАНИПУЛЯТОРОМ т

Изобретение относится к пневматическим системам автоматического управ-. ления и может быть применено при автоматизации металлорежущих станков, подь-. емно-транспортного и другого оборудования.

Известна пневматическая система автоматического управления при помощи командоаппарата роторного типа с путевым контролем цикла, содержащего плиту с выходными отверстиями, на которой на двух опорах установлен полый барабан, имеющий также выходные отверстия.

На поверхности барабана закрепляется перфокарта с заданной на ней программой.т

С барабаном жестко связан приводной шаговый механизм, предназначенный для поворота барабана. Привод шагового механизма управляется импульсатором.

Выходные сигналы командоаппарата уси- 2о ленът при помощи усилителей (не показаны).

Пневматическая система содержит также исполнительные пневмоцилиндры со

2 штоками, управляемые главными распределителями, и устройства контроля перемещения штоков исполнительных пневмоцилиндров и подачи сигнала для поворота вала командоаппарата, содержащие трехлинейные распределители с пружинным возвратом, имеющие входной и выходной каналы, и разделительные клапана, предназначенные для предотвращения утечки сигнала B атмосферу через ненажатые трехлинейные распределители и обеспечения выдачи сигнала в управлякицую полость импульсатора. Входные каналы трехлинейных распределителей связаны с подачей сжатого воздуха. йля суммирования в один сигналов от всех трехлинейных распределителей система содеожит блок элементов, скомпонованный из элементов И", имекзций число входов, равное количеству разделительных клапанов (числу исполнительных пневмоцилиндров), и один выход, связанный с управляющей полостью импульсатора. Входы блока через разде50 лительные клапана связаны с выходными каналами трехлинейных распределителей. Главные распределители, связе ные трубопроводами с подводом сжатого воздуха, с атмосферой и с полостями ис 5 ! пневмоцилиндров, предназначены для управления ими и соединяют одну их полость с давлением, а другуюс атмосферой, и наоборот. На пггоках пневмоцилиндров закреплены упоры, вза- 30 имодействукяцие с толкателями трехли. нейных распределителей $„1$

Однако данная система автоматического управления сложна, так как применение в устройствах контроля перемещения штоков 15 исполнительных пневмоцилиндров и подачи сигнала для поворота вала командояппарата трехлинейных распределителей обус- лавливает необходимость применения разделительных клапанов (элементов ИЛИ), и элементов И, образунздих блок совпадения, а командоыптарат этой системы (тяк кяк его питание х,"уществляется сжатым воздухом низкого давления) требует установки дополнительной аппаратуры для подготовки этого воздуха и необходимость применения усилителей выходных сигналов. Применение в коман« дояппарате перфокарт для задания программы требует наличия программирующей машины, что вызывает неудобство при смене программы.

Наиболее близким к данному изобретению является пневматическая система управления, содержащая комяндояппарат

35 роторного типа с путевым контролем цикла. Командоаппарят этой системы содержит вал с жестко сидящими на нем дисковыми кулачками, жестко связанный с вялом шаговый механизм, привод ко40 торого выполнен в виде управляемого распределителем пневмоцилиндра, и распределители, ".голкатели которых взаимодействуют с дисковыми кулачками. Пневматическая система содержит также ис45 полнительные пневмоцилиндры со штоками, управляемые главными распределителями и устройства контроля перемещения штоков исполнительных пневмоцилиндров и подачи сигнала для поворота вала командоаппарата, содержащие трехлинейные распредепггели с пружинным возвратом, имеющие входной и выходной каналы и селектор (прерыватель), жестко сидящий на валу комяндояппарата, предназначенный для предотвращения пси;ери сигнала в атмосферу через ненажатые трехлинейные распреде жтели и обеспечения выдачи сигнала в полосгь

7 4 управления распределителя, управля ющего приводом шагового механизма, и сброса его в атмосферу после срабатывания привода шагового механизма. Селектор имеет входные каналы (по числу трех линейных распределителей) и один выходной, связанный трубопроводом с полостью управления распределителя, управляющего приводом шагового механизма.

Входные каналы трехлийейн"„ых распределителей связаны с подводом сжатого воздуха, а выходные - с входными каналами селектора, причем порядок соединения определяется заданным циклом (программой) (21 . ,Однако применение в устройствах контроля перемещения штоков исполнительных пневмоцилиндров и подачи сигналя для поворота вала командояппарНта трехлинейных распределителей обуславливает необходимость применения селектора, усложняющего систему.

Бель изобретения — упрощение системы автоматического управления и улучшение его эксплуатационной характеристики.

Поставленная цель достигается тем, что в системе управления пневматическим манипулятором, содержащей командоаппарат роторного типа с шаговым механизмом, связанным с приводом в виде пневмоцилиндра, полости которого подключены к упрюйякщему распределителю и исполнительные пневмоцилиндры со штоками, полости которых подключены к путевым распределителям командояппа1 рата, установлены< двухпозиционные импульсные датчики контроля перемещения штоков исполнительных пневмоцилиндров, выходные каналы укаэанных датчиков подключены к управляющему распределителю, а входные каналы подключены к каналам питания исполнительных пневмоцилиндров и к атмосфере.

На чертеже изображена схема предлагаемой системы автоматического управления пневматическим манипулятором для двух исполнительных пневмоцилиндров (количество пневмоцилиндров может быть любое).

Система управления пневматическим манипулятором включает командоаппарат, состоящий из устаноВленного в подшипниках вала 1, снабженного заданным количеством пазов 2 с закрепленными в них в соответствии с заданной программой упорами 3. С валом 1 жестко связан шаговый (хряповой) механизм 4, 943047 6, предназначенный для шагового поворота вала 1. Привод храпового механизма 4 выполнен в виде связанного управляющим распределителем 5 и имеющего полость 6 управления, пневмоцилиндра

7 со штоком 8, штоковая. полость которого постоянно связана с подводом воздуха, а бесштоковая — с выходным каналом распределителя 5, предназначенного дпя подачи давления в бесштоковую полость пневмоцилиндра 7 или соедин ния ее с атмосферой (при подаче сигнала в управлякицую полость 6). Система содержит также исполнительные пневмоцилиндры 9 и 10 со штоками, 15 управляемые путевыми распределителями

11 и 12 с пружинным возвратом, имеквцими толкатели 13, взаимодействующие с упорами 3, и устройства контроля перемещения штоков исполнительных пневмоцилиндров и подачи сигнала для поворота вала комвндоаппврвтв 14-17, выполненные в виде двухлинейных импульс ных датчиков и содержащие две полостиподключенную к входному каналу 18 и подключенную к выходному каналу 19 с седлами 20 и 21, соединенные отверстием, в котором расположен подпружиненный шток 22 с каналами (не показаны), нв концах которого закреплены два клапана 23 и 24-, перекрывающих под действием или пружины, или толкателя 25, взаимодействующего со штоком исполнительного пневмоцилиндра седла

20 или 21. Полости 18 подключены к входным каналам датчиков 14-17 свяР заны с полостями исполнительных пневмоцилиндров 9 и 10, т.е. с каналами питания и слива исполнительных пневмоцилиндров 9 и 10. Выходные полости

19 датчиков 14-17 связаны трубопроводами непосредственно с управляющей полостью 6 распределителя 5. Распределители 11 и 12 связаны с подводом сжатого воздуха, с атмосферой и с ПО лостями исполнительных пневмоцилиндров 9 и 10 и соединяют одну их полость при ненажатом положении с дввлением, в другую — с атмосферой или при другом нажатом положении - наоборот. Для сбро50 са сигнала, поступившего в управляющую полость 6 распределителя 5 служит двухлинейный распределитель 26, имекаций толкатели 27 и 28, взаимодействующие с упорами 29 и 30, закрепленными на штоке 8 пневмоцилиндрв 7.

Входной канал распределителя 26 связан с управляющей полостью 6 распределителя 5, а выходной — с атмосферой., Двухлинейный распределитель 31, имеющий толкатель 32, взаимодействукщий с упорами 3, предназначен для пропуска т,актов в случае, когда число тактов цикла меньше количества пазов 2 на валу 1. Входной его канал связан с подводом сжатого воздуха, в выходнойуправляющей полостью 6 распределителя 5. для пуска системы служит пневмокнопка 33, входной канал которой соединен с подводом сжатого воздуха, а выходной — с управлякщей полостью 6 распределителя 5.

Система работает следукщим образом.

При кратковременном нажатии пневмокнопки 33 сжатый воздух поступает в управляющую полость 6 распределителя 5, который переключается и соединяет бесштоковую полость пневмоцилиндра 7 с атмосферой. Шток 8 пневмоцилиндра 7 перемещается вниз, упор 29 переключает двухлинейный распределитель

26 и сжатый воздух из упрввлякхпей полости 6 распределителя 5 сбрасывается в атмосферу. Распределитель 5 возвращается в исходное положение, сжатый воздух поступает в бесштоковую полость пневмоцилиндра 7 и его шток 8 перемещается вверх, возвращаясь в исходное положение. При этом упором 30 переключается толквтель 25, разъединяя управляющую полость 6 распределителя 5 с атмосферой. При повороте вала 1 толкатель 13 распределителя 11 сходит с упора 3, под действием пружины распределитель 11 переключается, и шток пневмоцилиндра 10 перемещается влево до взаимодействия с толкагелем 25 датчика 17. Толкатель 25 перемещает подпружиненный шток 22, клапан 24 открывает седло 21 и сжатый воздух из входного канала 18 в штоке 22 (не показаны) проходит в выходной канал

19 и далее — в управляющую полость

6 распределителя 5. При достижении штоком пневмоцнлиндрв 9 крайнего левого положения клапан 23 перекрывает седло 20 датчика 17 и подача сжатого воздуха прекращается. Поступивший в управляющую полость 6 распределителя

5 импульс переклю ает его, срабатывает пневмоцилиндр 7, вал 1 поворачивает ся на шаг и начинается следуклций такт цикла. После отработки программы, заданной расположением упоров 3 на валу 1, цикл заканчивается. Смена прог раммы (изменение последовательности

base 7 8 я Формула изобретения

7 работы пневмоцилиндров) осуществляетс перестановкой упоров 3 на валу 1.

Данная система управления пневматическим манипулятором обеспечивает автоматическую работу испощщтельных пневмоцилнндров 9 и 10 и путевой контроль цикла в любой последовательности в зависимости от программ, задаМ-.ной расположением упоров 3 на валу 1 комамдоаппарата. Наличие на валу 1 командоаппарата пазов 2 с закрепленными в них упорами 3 (вместо имекицихся в прототипе кулачков, жестко сидя-, щих на валу) в совокупности с двухлинейными импульсными датчиками 1417, которые позволяют в этой системе автоматического управления соединить их выходные каналы непосредс гвенно с полостью управления 6 распределителя

5, управляющего приводом шагового механизма, вместо трехлинейных распределителей и сложного селектора, имевшихся в известном, позволяет упростить систему автоматического управления, а также, вместо сложного перемонтажа трубопроводов и кулачков - более удобно ло сравнению с известным переналадить ее только путем перестановки упоров 3 при смене программы. Это дает возможность применягь пневматические манипуляторы с предлагаемой системой . автоматического управления в мелкосерийном производстве, требующим частой смены программы.

Система управления пневматическим манипулятором, содержащая иомандоапп а рат роторного типа с щаговым механизмом, связанным с лриводом в виде пнев- моцилиндра, полости которого подключены к управляющему распределителю, и исполнительные пневмоцилиндры со штоками, полости которых подключены к путевым распределителям командоаппарата, отлич а ющаясятем, что, с целью упрощения и улучшения вксплуатационных характеристик сисгемы, в ней

1 установлены двухпоэиционные импульсные датчики контроля перемещения штоков исполнительных пневмоцилиндров, выходные каналы указанных датчиков подключены к управляющему распределителю, а

20 входные каналы подключены к каналам питания исполнительных пневмоцилиндров и к атмосфере.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сб. Пневматические системы управления станками, прессами и другими машинами. Альбом схем. М., НИИМАШ, ЗО с. 67, рис. 126, 1971.

2. Сб. Пневматические системы управления станками, прессами и другими машинами. Альбом схем. М., НИИМАШ, с. 61, рис. 118, 1971 (прототип).

Составитель О. Гудкова

Редактор Н. Воловик. Техред М.Рейвес Корректор M. Коста

Заказ 5105/52 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4