Устройство для управления возвратно-поступательным перемещением пневматического исполнительного механизма Советский патент 1989 года по МПК F15B13/02 F15C3/16 

4F

W

J3

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано в пневматических системах управления промышленными роботами. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик. Внутри корпуса 1, имеющего каналы 2 и 3 соотв. питания и сброса и выходной канал 4, расположены камеры 5 и 6 с кольцевыми выступами 9, 10, 11, 12, 15, 16. В камерах 5 и 6 размещены диски 17 и 20. Полость 21 внутри кольцевого выступа 16 соединена с полостью 19 каналом 23 и через отверстие 24 и дроссель 25 с атмосферой. В кольцевом выступе 10 выполнена кольцевая выточка 26 с образованием центрального выступа 27, сообщенная с выходным каналом 4 и через отверстие 28 и осевой канал 29 с камерой 6. Диск 17 выполнен с кольцевым буртом 30, входящим в кольцевую выточку 26. Канал 2 питания сообщен с выходным каналом согласно одному из вариантов через проходные пазы 31 в кольцевом выступе 15 и отверстие 32 в диске 17. Согласно второму варианту эта связь осуществляется каналом, выполненном в наружном торце и центральном выступе камеры 5. Канал 34 периодически с помощью клапана 35, управляемого пружиной 36 и индукционной катушкой 37, соединяет камеру 5 с атмосферой. Устройство также содержит пневматический исполнительный механизм 39 с поршнем 40, штоком 41, имеющим кулачок 43, и пружиной 42. В цепь управления катушкой 37 включены реле 46 и источник постоянного напряжения. Улучшение эксплуатационных характеристик достигается за счет обеспечения независимости величины давления воздуха в рабочей полости 38 в конце хода поршня 40 в направлении по стрелке Б от величины предварительного сжатия пружины 42. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

4t

y/////////////////////)({//////.i

«4

4S

W////////7////).

-«

«f 1) 36

-, ( .JTj

///////////)({//////.i

- 7////).

Y

%

38

с

(Л

Ла(

JS

27 }3 JS

-a

20

улучшение эксплуатационных характеристик. Внутри корпуса 1, имеющего каналы 2 и 3 соотв. питания и сброса и выходной канал j, расположены камеры 5 и 6 с кольцевыми выступами 9, 10, 11, 12, 15, 16. В камерах 5 и б размещены диски 17 и 20. Полость 21 внутри кольцевого выступа 1б соединена с полостью 19 каналом 23 и через отверстие 2 и дроссель 25 с атмосферой. В кольцевом выступе 10 выполнена кольцевая выточка 2б с образованием центрального выступа 27, сообщенная с выходным каналом k и че рез отверстие 28 и осевой канал 29 с камерой 6. Диск 17 выполнен с кольцевым буртом 30, входящим в кольцевую выточку 26. Канал 2 питания сооб- .щен с выходным каналом согласно одному из вариантов через проходные пазы 31 в кольцевом выступе 15 и отИзобретение относится к области , автоматического управления и может быть использовано в пневматических системах управления промышленными роботами.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик путем исключения зависимости предварительной деформации пружины исполнительного механизма от величины давления воздуха в рабочей полости в конце хода поршня.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, осевое сечение; на фиг. 2 - вариант выполнения устройства.

Устройство содержит корпус 1 с каналами питания 2 и сброса 3 и выходным каналом k. Внутри корпуса 1 расположены первая 5 и вторая 6 камеры, на внутренних торцах 7 и 8 которых имеется по два концентричных кольцевых выступа 9, 10 и 11, 12 соответственно, а на наружных торцах 13 и Н - по одному кольцевому выступу 15 и 1б соответственно. Канал 2 питания сообщен с первой камерой 5, а канал 3 сброса - с второй камерой 6.

. Внутри первой камеры 5 установлен диск 17 с возможностью образования с кольцевым выступом 15 полости 18, а с кольцевыми выступами 9 и 10 - полости 19. Внутри второй камеры 6 усверстие 32 в диске 17. Согласно второму варианту эта связь осуществляется каналом, выполненным в наружном торце и центральном выступе камеры 5. Канал З периодически с помощью клапана 35, управляемого пружиной 36 и индукционной катушкой 37, соединяет камеру 5 с атмосферой. Устройство

также содержит пневматический исполнительный механизм 39 с поршнем 40, штоком k , имеющим кулачок 3, и пружиной +2. В цепь управления катушкой 37 включены реле 46 и источник постоянного напряжения. Улучшение эксплуатационных характеристик достигается за счет обеспечения независимости величины давления воздуха в рабочей полости 38 в конце хода поршня 0

в направлении по стрелке Ь от величины предварительного сжатия пружины . 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

тановлен диск 20 с возможностью образования с кольцевым выступом 1б полости 21, ас кольцевыми выступами 11 и 12 - полости 22. Последняя со е- динена с полостью 19 каналом 23 и через отверстие 24 и дроссель 25 с атмосферой. В кольцевом выступе 10

выполнена кольцевая выточка 26 с образованием центрального выступа 27, сообщенная с выходным каналом 4 и через отверстие 28 и осевой канал 29, выполненный в кольцевом выступе 12, с второй камерой 6. Диск 17, расположенный в первой камере 5, выполнен с кольцевым буртом 30, входящим в кольцевую выточку 2б. Контактирующие поверхности кольцевого бурта 30 и

кольцевой выточки 2б притерты друг к другу.

о данном устройстве канал 2 пита- ПИЯ сообщен через кольцевую выточку 26 с выходным каналом 4. Согласно одному из вариантов (фиг. 1) эта связь осуществляется через проходные пазы 31 , выполненные в кольцевом выступе 15, и отверстие 32 в диске 17 в первой камере 5, ограниченное кольцевым буртом 30. При этом проходные пазы 31 сообщают канал 2 питания с полостью 18, а отверстие 32 сообщает полость 18 с кольцевой выточкой 26 и далее - с выходным каналом ,

Согласно второму варианту эта связь осуществляется каналом 33, выполненным в наружном торце 13 и центральном выступе 27 первой камеры 5 (фиг. 2).

В корпусе 1 выполнен канал З периодически с помощью клапана 35, управляемого пружиной Зб и индукционной катушкой 37, соединяющей камеру 5 с атмосферой. Кольцевая выточка 26 соединена через выходной канал k с рабочей полостью 38 пневматического исполнительного механизма 39, который имеет поршень tO, поджатый со стороны штока k пружиной k2. Шток 1 механизма 39 снабжен кулачком +3, периодически замыкающим контакты k и kS индукционной катушки 37. В цепь управления индукционной катушки 37 также включено реле 46.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении поршень ЛО пневматического механизма 39 находится в крайнем правом (по фиг, 1) положении. Контакты kk и 45 находятся в замкнутом состоянии через кулачок ЗО 3. Реле k6 индукционной катушки 37 разомкнуто, а клапан .35 под действием пружины Зб перекрывает канал З . Канал 2 питания подключен к источнику

диска 17 от кольцевых выступов 9 и 10 и центрального выступа 27 к кольцевом выступу 15 при открытии канала 3 кла , паном 35 обеспечивается за счет того, .что площадь кольцевого зазора между камерой 5 и диском 17 меньше, чем площадь сечения каждого из каналов 2 и 3. Так как полость 21 соединена

10 с полостью 19 через канал 23, а с атмосферой - через отверстие 24 с установленным в нем дросселем 25, то давление воздуха в полости 21 больше, чем в полости 22. В результате этого

15 диск 20 будет прижат к кольцевому

выступу 11, отсоединяя канал 4 выхода от канала 3 сброса.

Под действием давления сжатого воздуха. Р„ поршень 40 исполнительного

20 механизма 39 вместе со штоком 41 и кулачком 43 начинает перемещаться в направлении по стрелке А, сжимая пружину 42. При некотором перемещении поршня 40 контакты 44 и 45 выходят

25 из соприкосновения с кулачком 43 и цепь каТушки 37 размыкается, а клапан 35 перекрывает канал 34 под действием пружины Зб.

После закрытия клапана 35 диск 17 по прежнему контактирует с кольцевым выступом 15. Это обеспечивается за счет того, что воздух поступает из канала 2 питания в полость 18 через

40

сжатого воздуха (не показан) с давле- ,- пазы 31, а из полости 18 воздух пос- п---.. .-. Jj тупает в выходной канал 4 через отверстие 32, кольцевую выточку 26 с внутренней стороны кольцевого буртика Зр. Струя воздуха при своем истечении через отверстие 32 создает подсос воздуха из полости 18, в результате чего средняя величина давления воздуха в полости 18 будет меньше, чем средняя величина давления воздуха в полости 19. При этом также необходимо, чтобы величина кольцевого зазора между камерой 5 и диском 17 была меньше, чем площадь сечения канала 32. Таким образом, на всем протяжении движения поршня 40 в направлении по стрелке А диск контактирует с кольцевым выступом 15.

нием РП. Диск 17 под действием давления Р„ в канале 2 питания находится в контакте с кольцевыми выступами .9 и 10 и центральным выступом 27, в результате чего полость 19 отключена от кольцевой выточки 2б, соединенной с выходным клапаном 4. При замыкании реле 46 цепь катушки 37 будет подключена к источнику постоянного напряжения, в результате чего клапан 35, преодолевая усилие пружины Зб, открывает канал 34. Под действием потока воздуха, протекающего из канала 2 питания через кольцевой зазор, образованный камерой 5 и диском 17, в канал 34, диск 17 перемещается вверх и прилипает к кольцевому выступу 15, соединяя рабочую полость 38 пневматического исполнительного механизма 39 через выходной канал 4, кольцевую выточку 2б, отверстие 32, полость 18, проходные пазы 31, кольцевой зазор между камерой 5 и диском 17, полость 19с каналом 2 питания. Перемещение

45

50

55

Как только поршень 40 переместится до упора, движение воздуха в кольцевой выточке 26 прекращается, а движение воздуха из полости 19 через канал 23, и отверстие с дросселем 25 в атмосферу будет продолжаться. С

диска 17 от кольцевых выступов 9 и 10 и центрального выступа 27 к кольцевому выступу 15 при открытии канала 3 кла- паном 35 обеспечивается за счет того, что площадь кольцевого зазора между камерой 5 и диском 17 меньше, чем площадь сечения каждого из каналов 2 и 3. Так как полость 21 соединена

с полостью 19 через канал 23, а с атмосферой - через отверстие 24 с установленным в нем дросселем 25, то давление воздуха в полости 21 больше, чем в полости 22. В результате этого

диск 20 будет прижат к кольцевому

выступу 11, отсоединяя канал 4 выхода от канала 3 сброса.

Под действием давления сжатого воздуха. Р„ поршень 40 исполнительного

механизма 39 вместе со штоком 41 и кулачком 43 начинает перемещаться в направлении по стрелке А, сжимая пружину 42. При некотором перемещении поршня 40 контакты 44 и 45 выходят

из соприкосновения с кулачком 43 и цепь каТушки 37 размыкается, а клапан 35 перекрывает канал 34 под действием пружины Зб.

После закрытия клапана 35 диск 17 по прежнему контактирует с кольцевым выступом 15. Это обеспечивается за счет того, что воздух поступает из канала 2 питания в полость 18 через

55

Как только поршень 40 переместится до упора, движение воздуха в кольцевой выточке 26 прекращается, а движение воздуха из полости 19 через канал 23, и отверстие с дросселем 25 в атмосферу будет продолжаться. С

другой стороны диска 17, т.е. в полости 10, движение воздуха отсутствует. В результате этого величина среднего давления воздуха в полости 18 становится больше, чем величина сред- него давления воздуха в полости 19, и диск 17 перемещается от кольцевого BbicTyna 15 к кольцевым выступам 9 и 10 и к центральному выступу 27, отсоединяя канал 2 питания от выходного канала с, Как только диск 17 перемещается к кольцевым выступам 9 и 10 и центральному выступу 27, давление воздуха в полости 21 сравняется с атмосферным, и диск 20 под действием давления воздуха, .действующего на него со стороны осевого канала 29, перемещается к кольцевому выступу 1б, соединяя выходной канал k через кольцевую выточку 26, отверстие 28 и осе

вой канал 29 и полость 22 с каналом 3 сброса. Начиная с этого момента поршень АО вместе со штоком 41 и кулачком 3 перемещается в направлении по стрелке Б под действием усилия пружины k2. Как только поршень kQ перемещается на полную величину своего хода, происходит замыкание контактов k и kS, л цепь индукционной катушки 37 подключается к исто1 нику постоянного напряжения, в результате чего клапан 35 соединяет канал З с атмосферой, и дальнейшая работа устройства происходит аналогично описанному. После отработки поршнем 40 необходи- мого числа циклов перемещений.реле k6 размыкается, и поршень 40 остается в неподвижном состоянии.

Работа устройства по дополнительному варианту осуществляется аналогично описанному, за исключением того, что процесс подсоса воздуха из полости 18 в кольцевую выточку 2б, когда диск 17 контактирует с кольцевым выступом 15, осуществляется через канал 33 (фиг. 2).

Улучшение эксплуатационных харак- теристик в предлагаемом устройстве достигается за счет обеспечения независимости величины давления воздуха в рабочей полости 38 в конце хода поршня 40 в направлении по стрелке Б от величины предварительного сжати пружины 42.

10

15

20

30

25 35

дз

50 55

Формула изобретения

и двумя камерами, имеющими на внутренних торцах по два концентричных кольцевых выступа, а на наружных торцах - по одному кольцевому выступу, два.диска, каждый из которых установлен в камере с возможностью образования с кольцевыми выступами полостей, причем канал питания сообщен с первой камерой, канал сброса - с второй камерой, выходной канал соединен с второй камерой через осевой канал в кольцевом выступе меньшего диаметра, а полость внутри кольцевого выступа на наружном торце второй камеры соединена с полостью между кольцевыми выступами на внутреннем торце первой камеры и через дроссель - с атмосферой, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, в кольцевом выступе, меньшего диаметра первой камеры выполнена кольцевая выточка, образующая центральный выступ и сообщенная с выходным и осевым каналами, диск, расположенный в первой камере, выполнен с кольцевым буртом, входящим в кбльцевую выточку, а канал питания сообщен с выходным каналом через кольцевую выточку, причем в корпусе выполнен канал, периодически сообщающий первую камеру с атмосферой.

W 21 22

Редактор Н.Яцола

Составитель А.Гудков

Техред А.Кравчук Корректор М.Пожо

Заказ 6737/37

Тираж 605

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ;113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. /5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул, Гагарина,101

-/J

wtm / / У

ш%

фиг. 2

Подписное