Многопозиционный электропневматический привод

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскихСоциалистическихРеспублик 1,954643Опубликовано 30.08.82. Бюллетень32Дата опубликования описания 05.09.82 ло делам изоеретеиий и открытий1Изобретение относится к многопозиционным приводам с электропневматическим управлением, обеспечивающим останов рабочего органа привода в любом заданном положении и может быть применен в станкостроении, текстильной легкой и других отраслях промышленности.Известен многопозиционный привод, содержаций пневмоцилиндр, в гильзе которого выполнены каналы, соответствующие числу и расположению позиций привода и соединенные с запорными клапанами, выходы которых связаны с атмосферой, а управляющие входы подключены к линиям задания позиций, и два дросселя, каждый из которых подключен к разноименным полостям пневмоцилиндра и к источнику давления 1.Недостаток известного многопозиционного привода - малое быстродействие.Быстродействие такого типа приводов зависит от соотношения пневмосопротивлений дросселей, связывающих полости пневмоцилиндра с источником давления и каналов выполненных в гильзе.Если пневмосопротивления входных дросселей значительно больше пневмосопротивления каналов в гильзе, то пневмоцилиндр обеспечит большую скорость перемещения рабочего органа, но не может обеспечить его точный останов в заданной позиции в силу того, что пневмоцилиндр начнет работать в незатухающем колебательном режиме.5 Известен многопозиционный пневмопривод, содержащий пневмоцилиндр, каждая из полостей которого соединена через электропневмоклапан с соответствующим источником давления, жестко связанную с пневмоцилиндром рейку с двумя рядами отверстий, соответствующих числу и расположению позиций привода, электрические линии задания позиций, общей точкой связанные с первой клеммой источника напряжения, блок сравнения, три элемента ИЛИ, элемент Па 5 мять, элемент типа Сопло-приемный канал, два приемных сопла и индикатор останова привода в заданной позиции 2.Данный привод обеспечивает высокоебыстродействие при сохранении высокой точности останова в заданной позиции. Однако к его недостаткам следует отнести сложность конструкции, а также недостаточно высокую надежность работы и долговечность.Невысокая долговечность привода определяется тем, что в теле гильзы пневмоцилинд 9546435 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ра выполнены отверстия. Поэтому резиновые манжеты и кольца, применяемые для уплотнения поршней пневмоцилиндров, соприкасаясь при движении с кромками этих отверстий, быстро выходят из строя. Кроме того, резиновые уплотнения не имеют четких занимающих строго определенное положение кромок, что может привести к снижению точности останова. Использование поршней пневмоцилиндров . из бронзы, фторопласта или капрона затруднено в силу жестких требований к точности их изготовления, Шаг позиционирования, т.е. расстояние между каналами в приводе не может быть меньше ширины поршня. В мощных (силовых) пневмоцилиндрах ширина поршня составляет несколько десятков миллиметров. Таким образом, недостатком известного привода является также сложность обеспечения малого (3 - 5 мм) шага позиционирования.Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение точности и надежности работы привода.Поставленная цель достигается тем, что многопозиционный привод, содержащий пневмоцилиндр с поршнем, каждая из полостей которого соединена через основной электропневмокла пан с соответствующим каналом питанйя, жестко связанную с пневмоцилиндром рейку с отверстиями, соответствующими числу и расположению позиций привода, и электрические управляемые переключатели задания положения привода, входы которых соединены с первой клеммой источника напряжения, дополнительно содержит фиксатор, установленный с возможностью кинематического замыкания с отверстиями рейки, блок управления фиксатором, два дополнительных электропневмоклапана, выходы которых соединены с приводом фиксатора, контакты, жестко связанные с пневмоцилиндром и соответствующие числу и расположению позиций привода, и две изолированные одна от другой и расположенные на одной прямой токопроводящие шины, установленные с возможностью взаимодействия с контактами, причем зазор между шинами размещен на уровне расположения фиксатора, входы блока управления фиксатором подключены параллельно обмоткам основных электропневмоклапанов, а его выходы - к обмоткам дополнительных электропневмоклапанов, выходы электрических управляемых переключателей соединены с соответствующими контактами, а шины через обмотку соответствующих основных электропневмоклапанов подключены ко второй клемме источника напряжения.На чертеже приведена схема устройства.Привод состоит из пневмоцилиндра 1, полости которого через основные электропневмоклапаны 2 и 3 связаны с каналом давления Р и Р 2 питания. Пневмоцилиндр 1 жестко связан с рейкой 4, имеющей отверстия 5, число и расположение которых соот 4ветствует числу и расположению позиций привода. Против начального положения привода (при неподвижном штоке пневмоцилиндра начальное положение привода соответствует положению поршня) установлен фиксатор 6, в качестве привода которого может быть использован электромагнит, пневмоцилиндр и т.д. В данном случае фиксатор выполнен в виде пневмоцилиндра, полости которого через дополнительные электропневмоклапаны 7 и 8 связаны с каналом давления Рз литания. На пневмоцилиндре жестко закреплены электрические контак- ты 9, число и расположение которых соответствует числу и расположению позиций привода, Привод содержит также две электрически изолированные друг от друга неподвижные токопроводящие шины 1 О, установленные с зазором на уровне расположения фиксатора 6 и с возможностью электрического взаимодействия с контактами 9, Каждая из шин 10 через обмотку соответствующего электропневмоклапана 1 и 3 подключена ко второй клемме источника 11 напряжения. Контакты 9 линиями 12 соединены через электрические управляемые переключатели 13 с первой клеммой источника 11 напряжения. Параллельно обмоткам электропневмоклапанов 2 и 3 включен блок 4 управления фиксатором 6. Обмотки электропневмоклапанов 7 и 8 подключены к выходам блока 14 управления фиксатором. Привод работает следующим образом.В исходном положении все переключатели 13 разомкнуты, а следовательно, обесточены и обмотки электропневмоклапанов 2 и 3. Электропневмоклапаны 2 и 3 выполнены нормально закрытыми, т.е. при отсутствии напряжения на их обмотках они пропускают сжатый воздух от каналов давления Р 1 и Р 2 питания соответственно в верхнюю и нижнюю полости пневмоцилиндра 1.Значения давлений Р и Р 2 подобраны таким образом, чтобы пневмоцйлиндр 1 был неподвижен,При обесточенных обмотках электропневмоклапанов 2 и 3 на первом выходе блока 14 управления фиксатором 6 формируется сигнал, включающий электропневмоклапан 7, подающий сжатый воздух от канала давления Рз питания в левую полость пневмоцилиндра-фиксатора 6. Конический конец штока фиксатора 6 находится в отверс тии 5, расположенном против поршня пневмоцилиндра.Предположим, что привод находится в по ложении, изображенном на чертеже и его необходимо перевести в крайнюю нижнюю позицию. Для этого необходимо замкнуть верхний переключатель 13, При этом напряжение от источника 11 через контакт 9 и верхнюю шину 10 подается к обмотке электропневмоклапана 2. Одновременно напряжение подаетс и на вход блока 14 управленияпневмоцилиндром-фиксатором 6. На первом выходе блока 14 сигнал пропадает, электропневмоклапан 7 выключается; а на втором выходе блока 14 появляется напряжение, включающее электропневмоклапан 8, подводЯщий давление Рз в пРавУю полость пнев моцилиндра-фиксатора 6. Шток пневмоцилиндра-фиксатора 6 занимает крайнее левое положение (сжатый воздух из левой полости пневмоцилиндра-фиксатора 6 выдавливается через атмосферный канал выключенного электропневмокла пана) .10Включается также электропневмоклапан 2 и через его атмосферный канал верхняя полость пневмоцилиндра 1 начинает опоражниваться. Под действием давления Р 2 пневмоцилиндр 1 начинает опускатьсяГ 5 вниз, при этом верхний контакт 9 скользит по верхней шине 10, подводя напряжение к обмотке электропневмоклапана 2. Как только верхний контакт 9 оказывается в зазоре между шинами 10, т.е. в заданной позиции, электропневмоклапан 2 обесточивается и 20 сжатый воздух от источника давления Р начинает поступать в верхнюю полость пневмоцилиндра 1. Одновременно пропадает напряжение на входе блока 14 и на его первом выходе появляется сигнал, а на втором выходе сигнал пропадает. В результате электропневмоклапан 8 выключается, а электропневмоклапан 7 включается, подавая сжатый воздух от канала давления Р питания в левую полость пневмоцилиндра-фиксатора 6. Шток фиксатора 6 занимает крайнее правое поло 30 .жение и его коническии конец входит в верхнее отверстие 5 рейки 4; фиксируя пневмоцилиндр в заданной позиции. Быстродействие пневмоцилиндра-фиксатора 6 и его блока управления значительно выше быстродействия пневмоцилиндра 1. Поэтому пнев. 55 моцилиндр после отключения электропневмоклапана 2 не успевает проскочить заданную позицию. Более высокое быстродействие фиксатора позволяет также при подаче управляющей команды, т.е. замыкании соответствующего контакта, обеспечить сна чала отвод штока фиксатора в крайнее левое положение, а затем уже перемещение пневмоцилиндра. Кроме того, выполнение конца штока пневмоцилиндра-фиксатора 6 конусообразным, позволяет обеспечить точный ос танов пневмоцилиндра в заданной позиции при разных скоростях его перемещения.Аналогичным образом производится установка прикола в любую из заданных позиций. При неподвижном пневмоцилиндре 1 контакты 9 располагаются на штоке. Схема управления приводом остается неизменной.Эффективность изобретения определяется упрощением конструкции многопозиционного привода, повышением его надежности и точности работы.Формула изобретенияМногопозиционный электропневматический привод, содержащий пневмоцилиндр с поршнем, каждая из полостей которого сое- динена через основной электропневмоклапан с соответствующим каналом питания, жестко связанную с пневмоцилиндром рейку с отверстиями, соответствующими числу и расположению позиций привода, и электрические управляемые переключатели задания положения привода, входы которых соединены с первой клеммой источника напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения точности и надежности привода, он содержит фиксатор, установленный с возможностью кинематического замыкания с отверстиями рейки, блок управления фиксатором, два дополнительных электропневмоклапана, выходы которых соединены с приводом фиксатора, контакты жестко связанные с пневмоцилиндром и соответствующие числу и расположению позиций привода, и две изолированные одна от другой и расположенные на одной прямой токопроводящие шины, установленные с возможностью взаимодействия с контактами, причем зазор между шинами размещен на уровне расположения фиксатора, входы блока управления фиксатором подключены параллельно обмоткам основных электропневмоклапанов, а его выходы - к обмоткам дополнительных электропневмоклапанов, выходы электрических управляемых переключателей соединены с соответствующими контактами, а шины через обмотки соответствующих основных электропневмоклапанов подключены к второй клемме источника напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Пневматика и гидравлика. М., Машиностроение, вып. 2: 1975, с. 279, рис. 1.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2889880/12-24, кл. Р 15 В 9/03, 1980ЛапинКорректорПодписномитета СССРоткрытийая наб.; д. 4/5ул. Проектная, 4 Н.,ас Била Составитель о Техред А. Бойк Тираж 735 ИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 5, Москва, Ж - 35, Раушск ППП Патент, г. Ужгород