Устройство для дискретного позиционирования рабочих органов

ОПИСАНИЕИЗОВЕЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ц 954215(51) М. Кл.зВ 27 В 5/00 В 27 В 5/29В 27 В 29/00 Гееударствевемй кемнтетлф делам лэввретеннй и еткрмтий(72) Автор изобретения В. М. Кузнецов Московский лесотехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВИзобретение относится к деревообрабатывающему машиностроению и может быть использовано для создания позиционных гидроприводов и систем управления ими в дерево- и лесо-обрабатывающем оборудовании.Известно устройство для дискретного позиционирования рабочих органов, включающее выполненный в виде гидропозиционера привод перемещения рабочего органа, гидрораспределители с электромагнитным управлением и электрическую систему управления с имеющим выходные реле шифратором и кнопками управления 11.Данное устройство обладает недостаточно высокой разрешающей способностью, обусловленной относительно малым число дискретных положений выходного штока гидропозиционера и, как следствие, недостаточно высокой точностью позиционирования.Цель изобретения - повышение разрешающей способности, точности позиционирования и удобства эксплуатации.Указанная цель достигается тем, что система управления снабжена дополнительными шифраторами, величины ходов поршней гидропозиционера кратны числам двоично-десятичного взвешенного кода и образуют тетрады десятичных разрядов, каждому из которых соответствует отдельный шифратор десятичного кода в двоично-десятичный взвешенный код.На фиг, 1 показана принципиальная гидрокинематическая схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема устройства применительно к гидропозиционеру, содержащему восемь поршней.Гидропозиционер представляет собой стальную гильзу, в которой последовательно и соосно расположены подвижные поршни 1 - 8, взаимосвязанные ограничителями ходов: ход каждого последующего поршня ограничивается штоком предыдущего. Выходной шток 9 позиционера жестко связан с перемещаемым рабочим органом 10.Ходы поршней выбраны кратными числами двоично-десятичного взвешенного кода с весами а =1; а=2; аэ=2 и а.4=4, причем сумма этих чисел равна 9.Первые четыре поршня (1, 2, 3 и 4) образуют тетраду младшего разряда, например единиц. При этом ходы поршней будут соответственно равны: первого 1 мм, 954215второго - 2 мм, третьего - 2 мм и четвертого - 4 мм, а их суммарный ход 1 + 2 ++ 2 + 4 = 9 мм, что позволяет запрограм.мировать любое перемещение от 1 до 9 ммс дискретностью в 1 мм.Следующие четыре поршня выполнены сходами 10, 20, 20 и 40 мм (т.е. ход каждого из них в 10 раз больше хода соответствующего поршня предыдущего разряда) и образуют (в нашем примере) тетраду десятков. Суммарный ход этих четырех поршнейравен 90 мм (1 О + 20 + 20 + 40 = 90),что позволяет запрограммировать любыеперемещения в диапазоне от 10 до 90 мм.Штоковая полость позиционера постоянно соединяется с напорной линией 11 гидросистемы, питаемой насосом 12 постояннойпроизводительности.Полости отдельных поршней могут соединяться с напорной 11 или сливной 13 линиями гидросистемы посредством двухпозиционных гидрораспределителей 14 с управлением от электромагнитов Эм 1 - Эм 8(номер электромагнита соответствует номеру поршня гидропозиционера).В зависимости от состояния электромагнита двухпозиционного гидрораспределителя соответствующий поршень занимаетодно из двух устойчивых положений, отличающихся на величину хода. При включении электромагнита (кодовая команда 1)полость соединяется с давлением и соответствующий поршень выдвигается на величину своего хода. Если электромагнит обесточен (кодовая команда 0), то соответствующая полость соединяется со сливнойлинией гидросистемы и поршень втягивается.Ход выходного штока позиционера, выполненного заодно целое с последним поршнем, складывается из суммы ходов отдельных поршней и может быть представлен выражениему га (Х Оф+Х О)вых= одгдето, - величина хода поршня младшегоразряда или разрешающая способность позиционера;а; = (1, 2, 2, 4) - вектор, кодирующий веса ходов отдельных поршнейпозиционера;Х -векторы состояний двухпозиционных гидрораспределителей соответственно разрядов единиц и десятков (принимают значения 0или 1),При необходимости расширения диапазона перемещений гидропозиционер долженбыть дополнен одним или несколькими (дочетырех) поршнями с ходами, кратными10 мм (т.е. разряда сотен).Благодаря принятому построению ходовпоршней величина перемещения выходногозвена (штока) позиционера может задаваться поразрядно в обычной десятичной системе счисления,Устройство задания величины перемещения (фиг. 2) состоит из двух одинаковыхшифраторов десятичного кода в двоичнодесятичный, выполненных, например, в видедиодных матриц 15 и 16, подключаемых кобщему источнику постоянного тока - выпрямителю 17. Каждая матрица состоит издевяти или десяти вертикальных шин 18, ккоторым подключаются замыкающие контакты кнопок 1 - 9 управления, соответ 1 О ствующих значащим цифрам от 1 до 9(кнопка О подключается без шины), и четырех горизонтальных (выходных) шин 19,к которым подключаются катушки электромагнитных реле Р 1 - Р 4 (разряда единиц)или Р 5 - Р 8 (разряда десятков),Для исключения ложных срабатыванийвертикальные шины, начиная с пятой, соединяются с горизонтальными посредством полупроводниковых диодов (вентилей) 20.Шифратор единиц (матрица 15) служит2 о для ввода (задания) единиц величины перемещения шифратор десятков (матрица 16)- для задания десятков.Замыкающие контакты реле Р 1 - Р 8находятся в силовой цепи и коммутируют катушки электромагнитов соответствующихгидрораспределителей.Устройство работает следующим образом.Например, необходимо переместить рабочий орган в позицию, соответствующуюкоординате хз = 95 относительно выбранного начала отсчета (Х=О). Для этого оператор (предварительно сбросив ранее набранную информацию нажатием на кнопкуКС) нажимает на кнопку 9 в разряде десятков (на матрице 16) и кнопку 5 наз матрице азряда единиц. При этом сработают и встанут на самоблокировку релеР 1 и Р 4 младшего разряда (условно названного разрядом е"ц) и реле Р 5, Р 6, Р 7и Р 8 разря,а десятков.В результате сработают электромагнитыЭм 1, Эм 4, Эм 5, Эм 6, Эм 7 и Эм 8 и рабочаяжидкость поступит в полости соответствующих поршней 1, 4, 5, 6, 7, 8 гидропозиционера. При этом шток позиционера переместится в положение, определяемое суммой ходов4 перечисленных выше поршнейХз = 1 + 4 + 10 + 20 + 20 + 40 = 95,0 ммДля сброса информации в каком-либоразряде оператору достаточно нажать кнопку, соответствующую цифре 0, При этомразрывается цепь питания матрицы и всереле данного разряда обесточиваются.Для сброса информации во всех разрядах одновременно служит кнопка КС, принажатии на которую разрывается цепь питания всех матриц.55Принцип работы устройства не изменится, если применить более совершенные двухпозиционные гидрораспределители с двумяэлектромагнитами по краям, а вместо обыч954215 Формула изобретения 2 1 ных реле - двухобмоточные с магнитным самоудержанием контактов.Разрешающая способность и точность позиционирования в предлагаемом устройстве повышаются благодаря тому, что ход поршня младшего разряда у, может быть выполнен достаточно малым (например 0,1 или 0,5 мм) без увеличения габаритов позиционера в целом (так как ходы поршней тетрады младшего разряда не зависят от ходов поршней старших разрядов),Удобство эксплуатации достигнуто благодаря тому, что ввод размера осуществляется поразрядно, в привычной для оператора десятичной системе счисления, путем нажатия одной из десяти кнопок в каждом разряде вводимого числа. Устройство для дискретного позиционирования рабочих органов, включающее выполненный в виде гидро поз иционера привод перемещения рабочего органа, гидро- распределители с электромагнитным управлением и электрическую систему управления с имеющим выходные реле шифратором и кнопками управления, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, точности позиционирования и удобства эксплуатации, система управления снабжена дополнительными шифраторами, величины ходов поршней гидропози- О ционера кратны числам двоично-десятичного взвешенного кода и образуют тетрады десятичных разрядов, каждому из которых соответствует отдельный шифратор десятичного кода в двоично-десятичный взвешенный 15код. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР414083, кл. В 27 В 5/00, 1972 (про 20 тотип).осударственного коми ам изобретений и о ва, Ж - 35, Раушскаяатент, г. Улгород,Редактор Н. БезроднЗаказ 6159/11 ВНИИПИ Г по дел 113035, Моск лиал ППП П. Китаев с Корректор Ю. М Подписное тета СССР ткрытий наб д. 4/5 ул. Проектная, 4