Пневматический шаговый привод Советский патент 1989 года по МПК F15B11/12 

О1

со ч

о

3150

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам пневмоавтоматики, и может быть использовано в качестве исполнительного ор- гана промьшшенных роботов, станков с позиционной системой программного управления.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения по меньшей мере двух независимых линейных перемещений.

На фиг.1 представлено устройство с четырьмя независшвлми линейными перемещениями, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фнг. 3 - то же, вид спереди; на фиг .4 - электромагнитная порошковая муфта, продольный разрез.

Пневматический шаговый привод содержит пневмоцилиндр с двухкамерной гильзой 2j в камерах 3 и 4 размещены соответствующие поршни 5 и 6, жестко закрепленные через тяги 7 и 8 с планками 9 и 10. На планке 9 установлены управляемые рабочие захваты 11-14 (см. фиг.2), а на планке 10 - рабочие захваты 15-18, с помощью которых возвратно-поступательное движение поршней 5 и 6 передается к двусторонним штокам 19-22. Кроме то- го, привод снабжен управляемыми рабочими захватами 23-26, жестко связанными с пневмоцилиндром 1 с помощью планки27. Каждый из захватов 11-18, 23- 26 может быть выполнен в виде элек- тромагнитных порошковых муфт 28 (см. фиг.4), включающих цилиндрический магнитопровод 29 с зубцами, обмотку 30 и уплотнитель 31. Между внутренней поверхностью магнитопровода 29 и по- верхностью соответствующего штока 19-22 образуется воздушный зазор, который заполнен смесью порошка железа и смазывающего вещества. Управление пневмоцилиндром осуществляется пневмораспределителем 32 по магистралям 33, 34 и 35, 36.

Привод работает следукяцим образом.

С помощью пневмораспределителя 32 магистрали 33, 36 и 34, 35 или 35, 36 и 33, 34 поочередно соединяются с рабочей средой и атмосферой, при котором поршни 5 и 6 совершают возвратно-поступательное движение, Это движение передается штокам 19-22 путем поочередного включения и отключения рабочих захватов 11-18 и 23-16, причем каждому штоку 19-22 соответствует группа из трех муфт 28.

Для получения четырех нкзависимых линейных движений штоков 19-22 каждая группа муфт 28 управляетмя раздельно от устройства управления (не показано) .

Такая конструкция привода позволяет осуществлять два режима работы с четьфьмя независимыми движениями.

Первый режим - скоростной, а второй - силовой режим работы.

По первому режиму, например, для перемещения штоков 19-22 вправо одновременно с включением захватов 15- 18 рабочая среда подается по магистралям 35 и 34. При зтом поршень 6 вместе со сцепленными с штоками 19- 22 захватами 15-18 совершает перемещение на один шаг. Одновременно с этим поршень 5 с расцепленными от штоков 19-22 захватами 11-14 перемещается влево на один шаг, т.е. готовится к следующему перемещению штоков 19-22. Далее одновременно с включением захватов 11-14 отключаются захваты 15-18 и рабочая среда подается по магистралям 33 и 36. При этом осуществляется сцепление штоков 19-22 с захватами 11-14 соответственно и поршень 5 вместе с ними совершает ход на один шаг вправо, а поршень 6 совершает холостой ход влево, так как штоки 19-22 расцеплены захватами 15-18.

Таким образом, осуществляя циклическое переключение захватов 11-14 и 15-18 и подачей рабочей среды в магистрали 33, 36 и 34, 35, возвратно-поступательное перемещение поршней 5 и 6 поочередно П1 еобразуется в линейное движение штоков 19-22, при этом обеспечивается повышение бьютро действия привода в 2 раза, обусловленное тем, что во время холостого хода одного поршня 5 или 6 с нагрузкой работает другой поршень. Управляемые захваты 23-26 используются для фиксации штоков 19-22 в любой точке диапазона их перемещения. Для этого в необходимой точке перемещения штока 19, 20, 21 или 22 достаточно отключить захваты 11-14 или 15-18 с одновременным включением захватов 23-26. ,

Второй силовой режим привода используется при необходимости перемещения штоков 19-22 с более тяжеловесными нагрузками. Такая необходимость возникает при работе привода в каче

5

стве подающих устройств станков, а также при обслуживании станков, обр батьшающих заготовки (детали) различной тяжести в течение одной смен

В этом режиме оба поршня 5 и 6 работают в одну сторону, что обеспечивается путем поочередного включения и отключения подачи рабочей среды и атмосферы в магистрали 33, 34 и 35, 36 с помощью пневмораспредели теля 32. Например, для перемещения оттоков 19-22 вправо одновременно с подачей рабочей среды в магистрали 33, 35 включаются захваты 11-18. Пр этом поршни 5 и 6 совершают один хо вправо со сцепленными штоками 19-22 В этот момент времени включаются заваты 23-26, которые удерживают шток 19-22 в сцепленном положении и отключаются захваты 11-14 и 15-18.

Далее с подачей рабочей среды в магистрали 33, 36 поршни 5 и 6 перемещаются на один щаг влево,т.е. в исхоное положение, и начинается второй хо в той же последовательности и цикл повторяется и т.д.

Муфты 28 работают следующим образом.

При подаче напряжения к обмоткам 30 создается магнитное поле и частицы железа намагничиваются и образую цепочки элементарных магнитов, которые создают осевое усилие при перемещении одной половины порошковой муфты 28 относительно штока 19, 20, 21 или 22. Таким образом, возникает магнитное зацепление между двумя половинами порошковой муфты 28.

При необходимости каждый из штоков 19-22 может совершать независим друг от друга линейные движения в разных направлениях, без изменений конструкции, которые достигаются путем необходимого переключения (муфт 28) от устройства управления.

При этом могут быть следующие варианты работы: шток 19 совершает движение влево, а штоки 20, 21, 22 со

вершают движение вправо; штоки 19,

20движутся влево, а штоки 21, 22 - вправо, штоки 19 и 22 неподвижны, шток 20 перемещается влево, а шток

21двигается вправо и т.д.

Например, при необходимости пере- мещения штоков 19 и 20 влево, а штоков 21 и 22 вправо по первому режиму с одновременной подачей рабочей среды в магистрали 34 и 35 включаются зах9

ваты

6

11, 12 и 17, 18, а захваты 14 и 15, 16 выключены.

При этом поршень 5 вместе со ками 19 и 20 совершает один ход 0

5

0

во, а поршень 6 вместе со штоками

6 вместе со штоками 21 и 22 совершает один ход вправо. Затем последовательность переключения муфт 28 подачи рабочей среды меняется, т.е. одновременно с подачей рабочей среды в магистрали 33, 36 включаются захваты 13, 14 и 15, 16, а захваты 11, 12 и 17, 18 отключаются.

При этом поршни 5 и 6 со штоками 19, 20 и 21, 22 совершают второй ход влево и вправо соответственно и цикл повторяется.

Использование изобретения в системе перемещения манипуляторов про- мьшшенных роботов и в станках с позиционным управлением позволяет расширить их функциональные возможности . и тем самым повысить эффективность ее использования за счет получения четырех независимых линейных движений, т.е. четырех степеней подвижности одновременно на базе одного пнев- моцилиндра и управляемых электромагнитных порошковых муфт. Кроме того, предлагаемое устройство обеспечивает получение неограниченного диапазона перемещения штоков, а наличие в конструкции привода фиксирующих управляемых электромагнитных муфт обеспе- 5 чивает точную фиксацию штоков в любой точке диапазона перемещения, что позволяет расширить область применения пневматического шагового привода,

0 Формула изобретения

5

0

5

Q

g

1. Пневматический шаговый привод, содержащий пневмоцилиндр с двухкамерной гильзой, в каждой камере которой размещен поршень, взаимодействующий с двусторонним штоком посредством управляемого рабочего захвата, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения по меньшей мере двух независимых линейных перемещений, привод снабжен дополнительными штоками, расположенными с наружной стороны гильзы, и дополнительными управляющими рабочими захватами, жестко связанными с поршнями и гильзой, при этом количество муфт в три раза больше количества штоков.

2. Привод поп.1,от,личаю щ и и с я тем, что каждый захват

15043798

- выполнен в виде электромагнитной порошковой муфты.

Изобретение относится к средствам пневмоавтоматики и может быть использовано в качестве исполнительного органа промышленного робота. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения по меньшей мере двух независимых линейных перемещений. Привод состоит из пневмоцилиндра, в двух камерах которого размещены поршни, взаимодействующие с захватами 11-14 и 15-18 штоков 19-22. Кроме того, привод включает захваты 23-26, жестко связанные с гильзой пневмоцилиндра. Осуществляя циклическое переключение двух из захватов 11-14 и 15-18 и одного из захватов 23-26, достигают в данном случае четырех независимых шаговых линейных перемещений штоков 19-22. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

22 Щ

21 и

U

фие,1

19 11

Фи.З