Позиционный пневмопривод

(5 П 5 Р 15 В 11/ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1113598, кл. Р 15 В 11/12, 1982,(57) Использование: в приводных системахпромышленных 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 пневматическогопитания через позиционный пневмораспределитель 7, гидроамортизатор 10, установ БЦ 182745 ленный на внешней поверхности силового цилиндра 2 вдоль его оси, и устройство перемещения штока 24 гидроамортизатора 10, связанные с системой управления, а упор выполнен в 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 гидро- амортизатора 2 изготовлено в виде двух дополнительных полостей, охватывающих шток 24 гидравлического амортизатора 10.и соединенных посредством позиционного пневморэспредвлителя 7, связанного с системой управления, с источником 1 пневмопитания и атмосферой. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.тормозного пути 44, штоки 45 которых на- ус прааввны в противоповояныв стороны сн Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах с линейным перемещением рабочегооргана, в частности в роботах и манипуляторах. 5Цель изобретения - расширения функциональных возможностей, повышение быстродействия и точности срабатывания.На фиг.1 изображен позиционный пневмопривод в разрезе; на фиг 2 - вид сверху 10на фиг.1; на фиг.З- разрез А-А на фиг.1; нафиг.4 - .конструкция заклинивающего уст-ройства; на фиг,5- схема гидроамортизато,ра; на фиг.б - схема ограничителятормозного пути. 15Позиционный пневмопривод содержитисточник 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 20источнику.пневмопитания 1 через пневмораспределитель 7, датчик 8 перемещенияштока 4, систему управления 9, гидроамортизатор 10, прикрепленный к гильзе силового цилиндра 2, каретку 11, рейку 12 и 25заклинивающее устройство 13. Гидроамортизвтор 10 снабжен дросселем 14, связанным с системой управления 9.Заклинивающее устройство 13 состоитиз обоймы 15, электромагнита 16, шариков 3017, упругих элементов 18 и колец 19, Внутренние поверхности 20 и 21 изготовленыконическими с уклоном в противоположныестороны. Заклинивающее устройство 13 охватывает рейку 12, а электромагнит 16 соединен с системой управления 9.Гидроамортизатор 10 состоит из корпуса 23, внутри каторого установлены шток 24с двумя поршнями 25 и 26, дросселирующаяигла 27 и микрометрический винт 28. Микрометрический винт 28 посредством шпицевой муфты 29 соединен с устройствомизменения силы торможения 14 (напримершаговым электродвигателем), Внутри корпуса 23 имеются полости ЗО, 31, 32, 33, 34, 45заполненные минеральным маслом. Указанные полости соединены между собой ка.налами 35, 36, 38 и 39. При этом канал 37изготовлен коническим с углом при вершинеравнымуглуприввршинеконуса 40 дросселирующей иглы 27,Гидравлический амортизатор через позиционный распределитель 41 соединен ссистемой управления 9, в полости 42 и 43 с 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 в крайнее правое положение. При этом по- лость 5 силового цилиндра 2 соединяется с источником пневмопитания 1, а полость 6- с 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 по 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 торможению 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 иэ 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 дросселирующвй иглы 27. Величина зазора Втанавливается устройством изменения лы торможения 14 по команде системыуправления 9, Двигатель Д 1 поворачивает винт 28 в нужном направлении и увеличивает или уменьшает зазор В, что приводитсоответственно к уменьшению или к увеличению тормозной силы, Позиционированиештока 4 в нужном положении осуществляется путем контакта внутренней поверхностикаретки 11 со штоком 45 ограничителя 44. Величина тормозного пути регулируется ограничителями тормозного пути 44. При этом по команде системы управления 9 деигатель 50 посредством зубчатых колес 48 и49, ходового винта 46 и гайки 47 выдвигаетили втягивает шток 45. Положение штока 45 определяется датчиком 51 положения. 15Обратный ход штока 4 осуществляется путем переключения распределителя 7 в крайнее левов положение, а торможение в заданной точке - по команде системы управленияаналогично рабочему ходу. 20Принцип действия эаклинивающего устройства состоит в следующем, При подключении электромагнита 16 к системе управления источнику электрического питания) вокруг него возникает электромаг 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 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 гидроамортизатора 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 стижении штоком 4 новой точки позиционирования отсистемы 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 системак управления,Формула и зоб рете н ия 1. Позиционный пневмопривод, содержащий силовой цилиндр с гильзой, в которой размещены поршень и шток с образовайием 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 гидро- амортизатор 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, отл и ч а ющ и й с я 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 ЩуГ ЕСоставитель Б.КиндрацкийРедактор Л.Народная ТехредМ.Моргентал Корректор М.Кешеля каз 2348 Тираж ПоддисноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж-Зб. Раушская наб., 4/5 енно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 оизво