Система управления пневматическим манипулятором

О П И С А Н И Е (и)943647ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетсникСоциалистическиереспублик(22)Заявлено 31.03.78 (21) 2597803/18-24с присоединением заявки Рй(5)М. Кл, 005 В 19/44 6 вуаарстаиньй комитет СССР в делам изобретений н открытий(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИМ МАНИПУЛЯТОРОМ1Изобретение 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 помощикомандоаппарата роторного типа с путевым контролем цикла, содержащего плиту с выходными отверстиями, на которойна двух опорах установлен полый барабан, имеющий также выходные отверстия.На поверхности барабана закрепляетсяперфокарта с заданной на ней программой.тС барабаном жестко связан приводнойшаговый механизм, предназначенный дляповорота барабана, Привод шагового механизма управляется импульсатором,Выходные сигналы командоаппарата усиленът при помощи усилителей (не показаны).Пневматическая система содержит также исполнительные пневмоцилиндры со 2штоками, управляемые главными распределителями, и устройства контроля перемещения штоков исполнительных пневмоцилиндров и подачи сигнала для поворотавала командоаппарата, содержащие трехлинейные распределители с пружиннымвозвратом, имеющие входной и выходнойканалы, и разделительные клапана, предназначенные для предотвращения утечкисигнала в атмосферу через ненажатыетрехлинейные распределители и обеспечения выдачи сигнала в управикзцуюполость импульсатора, Входные каналытрехлинейных распределителей связаныс подачей сжатого воздуха,Для суммирования в один сигналов отвсех трехлинейных распределителей система содеожит блок элементов, скомпонованный из элементов И", имеющийчисло 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 расцределители, связанные трубопроводами с подводом сжатого воздуха, с атмосферой и с полостями ис 5пневмошцппсдров, предназначены для управления ими и соединяют одну их полость с давлением, а другую. с атмосферой, и наоборот. На пггоквх пневмоцилиндров закреплены упоры, вза имодействующие с толквтелями трехли. нейных распределителей1Однаю данная система автоматического управления сложна, твк как применение в устройствах контроля перемещения штоков 15 исполнительных пневмоцилиндров и подачи сигнала дпя поворота вала комвндовппврата трехлинейных распределителей обус- лавливает необходимость применения разделительных клапанов (элементов ИЛИ), и элементов И, образукцих блок совпадения, в комвндовппврвт этой системы (твк квк его питание куществляется сжатым воздухом низкого давления) требует установки дополнительной аппаратуры для подготовки этого воздуха и необходимость применения усилителей выходных сигналов, Применение в коман довппарате перфокарт для задания программы требует наличия программирующей машины, что вызывает неудобство при смене программы.Наиболее близким к данному изобретению является пневматическая система управления, содержащая комвндовппарат35 роторного типа с путевым контролем цикла. Комвндовппврвт этой системы содержит вал с жестко сидящими нв нем дисювыми кулачками, жестко связанный с валом шаговый механизм, привод ко 40 торого выполнен в виде управляемого распределителем пневмоцилиндра, и распределители, ",голквтели которых взаимодействуют с дисковыми кулачками. Пневматическая система содержит также ис 45 полнительные пневмоцилиндры со штоками, управляемые главными распределителями и устройства контроля перемещения штоков исполнительных пневмоцилиндров и подачи сигнала для поворота вала командовппарвта, содержащие трехлинейные распредепггели с пружиннымвозвратом, имеющие входной и выходной каналы и селектор (прерыватель), жест ко сидящий на валу комвндовппврата, преднвзначенный для предотвращения псе;ери сигнала в атмосферу через ненажатые трехлинейные распредежтели и обеспечения выдачи сигнала в полосгь 7 4управления распределителя, упрввля кзцего приводом шагового механизма, и сброса его в атмосферу после срабатыванияпривода шагового механизма. Селекторимеет входные каналы (по числу трехлинейных распределителей) и один выходной, связанный трубопроводом с полостью управления распределителя, управляющего приводом шагового механизмв.Входные каналы трехлийейи"ых распределителей связаны с подводом сжатоговоздуха, а выходные - с входными каналами селектора, причем порядок соединения определяется заданным циклом(программой) 21 .Однако применение в устройствах контроля перемещения штоков исполнительныхпневмоцилиндров и подачи сигнала дляповорота вала командовппврбта трехлинейных распределителей обуславливаетнеобходимость применения селектора,усложняющего систему,Бель изобретения - упрощение системы автоматического управления и улучшение его эксплуатационной характеристики.Поставленная цель достигается тем,что в системе управлении пневматическим манипулятором, содержащей командоаппврат роторного типа с шаговыммеханизмом, связанным с приводом ввиде пневмопилиндра, полости которогоподключены к упрюйякщему распределителю и исполнительные пневмоцилиндрысо штоками, полости которых подключенык путевым распределителям командовппа 1рата, уствновленьп двухпозиционные импульсные датчики контроля перемещенияштоков исполнительных пневмоцилиндров,выходные каналы укаэанных датчиковподключены к управляющему распределителю, а входные каналы подключены кканалам питания исполнительных пневмоцилиндров и к атмосфере.На чертеже изображена схема предлагаемой системы автоматичесюго управления пневматическим манипуляторомдля двух исполнительных пневмоцилиндров (количество пневмоцилиндров можетбыть любое).Система управления пневматическимманипулятором включает командовпп врат,состоящий из устаноВленного в подшипниках вала 1, снабженного заданным количеством пазов 2 с закрепленными вних в соответствии с эвдвнной программой упорами 3, С валом 1 жестко связан шаговый (хрвповой) механизм 4,, 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 управляющую полость 6). Система содержит также исполнительные пневмоцилиндры 9 и 10 со штоками, 15 управляемые путевыми распределителями 11 и 12 с пружинным возвратом, имеющими толкатели 13, взаимодействующие с упорами 3, и устройства контроля перемещения штоков исполнительных пневмоцилиндров и подачи сигнала для поворота вала комвндоаппврвта 14-17, выполненные в виде двухлинейных импульс ных датчиков и содержащие две полости- подключенную 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 связаны 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 давлением, а другую - с атмосферой или при другом нажатом положении - наоборот. Для сбро 50 са сигнала, поступившего в управляющую полость 6 распределителя 5 служит двухлинейный распределитель 26, имеющий толкатели 27 и 28, взаимодействующие с упорами 29 и 30, закрепленными на штоке 8 пневмоцилиндрв 7.55 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 пропускат,актов в случае, когда число тактов цикла меньше количества пазов 2 на валу 1. Входной его канал связан сподводом сжатого воздуха, в выходной- управляющей полостью 6 распределителя 5.Для пуска системы служит пневмокнопка 33, входной канал которой соединен с подводом сжатого воздуха, а выходной - с управлякщей полостью 6распределителя 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 упрввлякхцей полости 6 распределителя 5 сбрасывается в атмосферу. Распределитель 5 воз. вращается 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 толквтель 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. Толквтель 25 перемещает подпружиненный шток 22, клапан 24 открывает седло 21 и сжатый воздух из входного квнвлв 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 клапвн 23 перекрывает седло 20 датчика 17 и подача сжатого воздуха прекращается, Поступивший в управляющую полость 6 распределителя 5 импульс переключает его, срабатывает пневмоцилиндр 7, вал 1 поворачиваетсся на шаг и начинается следукхций такт цикла. После отработки программы, заданной расположением упоров 3 на валу 1, цикл заканчивается. Смена программы (изменение последовательностиИЗ 1 8я формула изобретения 7работы пневмапцпщдров) осуществляетс перестановкой упоров 3 на валу 1.Данная система управления пневматическим манипулятором обеспечивает автоматическую работу исполнительных пневмоцилнндров 9 и 10 и путевой контроль цикла в любой госледовательности в зависимости от программ, задан ной расположением упоров 3 на валу 1 комамдоаппарата. Наличие на валу 1 командоаппарата пазов 2 с закрепленными в них упорами 3 (вместо имевзцихся в прототипе кулачков, жестко сидя-, щих на валу) в совокупности с двухлннейными импульсными датчиками 14- 17, которые позволяют в атой системе автоматического управления соединить их выходные каналы непосредсгвенно 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 по 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 пневматическимманипулятором, содержащая иомандоапп а рат роторного типа с шаговым механизмом, связанным с приводом в виде пнев-моцилиндра, полости которого подключены к управляющему распределителю, и исполнительные пневмоцилиндры со 1 ф штоками, полости которых подключены кпутевым распределителям командоаппарата, отлич а ющаясятем, что, с целью упрощения и улучшения эксплуатационных характеристик сисгемы, в ней 1установлены двухпоэиционные импульсныедатчики контроля перемещения штоков исполнительных пневмоцилиндров, выходные каналы указанных датчиков подключены к управляющему распределителю, в 20 входные каналы подключены к каналампитания исполнительных пневмоцилиндров и к атмосфере. Источники информации принятые во внимание при экспертизе1, Сб, Пневматические системы управления станками, прессами и другимимашинами. Альбом схем. М., НИИМАШ,ЗО с. 67, рис. 126, 1971,2, Сб. Пневматические системы управления станками, прессами и другимимашинами, Альбом схем. М., НИИМАШ,с. 61, рис. 118, 1971 (прототип).Составитель О. Гудковаоловик . Техред М.Рейвес Корректо едактор ост 05/ ака Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Про 52 Тираж 91 ВНИИПИ Государстпо делам изобре 113035, Москва, Ж 4 Подписноеенного комитета СССтений и открытий5, Раушская наб., д.