Система управления пневматическим манипулятором Советский патент 1982 года по МПК G05B19/44 

(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИМ МАНИПУЛЯТОРОМ

1

Изобретение относится к пневматическим системам автоматического управ пения и может бьпъ применено при автоматизации металлорежущих станков подъемно- ранспортного и другого оборудования.

Известна пневматическая система автоматического управления при помощи командоаппарата роторного типа с путевым контролем цикла, содержащего пли- ,„ ту с выходными отверстиями, на которой на двух опорах установлен полый барабан, имеющий также выходные отверстия. На поверхности барабана закрепляется перфокарта с заданной на ней программой.5 С барабаном жестко связан приводной фаговый механиал, предназначенный для поворота барабана. Привод щагового механизма управляется импульсатором. Выходные сигналы командоаппарата усн- 20 лены при помощи усилителей (не показаны).

Пневматическая система содержит также исполнительные пневмоцилиндры со

штоками, управляемые главными распределителями, и устройства контроля пер мещения щтоков исполнительных пневмоцилиндров и подачи сигнала для поворота вала командоаппарата, содержащие трехлинейные распределители с пружинным возвратом, имеющие входной и выходной каналы, и разделительные клапана, предназначенные для предотвращения утечки сигнала в атмосферу через ненажатые трехлинейные распределители и обеспечения выдачи сигнала в управляющую полость импульсатора. Входные каналы трехлинейных распределителей связаны с подачей сжатого воздуха.

Для суммирования в один сигналов от всех трехлинейных распределителей система содеожит блок элементов, скомпонованный из элементов 11, имеющий число входов, равное количеству разделительных клапанов (числу исполнительных пневмоцилиндров), и один выход, связанный с управляющей полостью импульсатора. Входы блока через раздепвтепьные хл 1пвнв связаны с выходны ми каналами трехлинейных распределителей. Главные распределитеаСи, связанные трубопроводами с подводом сжатого воздуха, с атмосферой и с полостями ис-. полннтельных пневмошшташров, предназначены для управления ими и соединяют одну их полость с давлением, а другую . с атмосферой, и наоборот. На штоках пневмоцилиндров закреплены упоры, взаимодействукяцие с толкателями трехли.нейных распределителей til Однако данная система автоматическог управления сложна, так как применение в устройствах контроля перемещения штоков исполнительных пневмояилиндров и подач стсгнала для поворота вала командоаппарата трехлинейных распределителей лавливает необходимость применения раз делительных клапанов (элементов ИЛИ), и элементов И, образующих блок совпадения, а командоалпарат этой системы (так как его питание осуществляется сжатым воздухом низкого давления) установки дополнительной аппаратуры для подготовки этого воздуха и необходимость применения усилителей выходных сигналов. Применение в командоаппарате перфокарт для задания програ мы требует наличия программирующей машины, что вызывает неудобство при смене программы. Наиболее близким к данному изобретешыэ является пневматическая система управления, содержащая командоаппарат роторного типа с путевым контролем цикла. Командоахшарат этой системы содержит вал с жестко сидящими на нем дисковыми кулачками, жестко связанный с валом шаговый механизм, привод которого выполнен в виде управляемого распределителем пневмоцилиндра, и распределители, лголкатели которых взаимодействуют с дисковыми кулачками. Пневматическая система содержит также исполнительные пневмошшиндры со штоками, управляемые главными распределителями и устройства контроля перемещения штоков исполнительных пневмо- цилиндров и подачи сигнала для поворота вала командоаппарата, содержащие трехлинейные распределители с пружинны возвратом, имеющие входной и выходной каналы и селектор (прерыватель), сидящий на валу командоаппарата, предназначенный для предотвращения потери сигнала в атмосферу через ненажатые трехлинейные распределители и обеспечения выдачи сигнала в полость управления распределителя, управляющего приводом шагового механизма, и сброса его в атмосферу после срабатывания привода шагового механизма. Срелектор имеет входные каналы (по числу трех линейных роятределителей) и один вы- , ходкой, связанный трубопроводом с полостью управления распределителя, управляющего приводом шагового механизма. Входные каналы трехлийейщ х распределителей связаны с подводом сжатого воздуха, а выхсГдные - с входными каналами селектора, причем порядок соединения определяется заданным циклом (программой) 2} Однако применение в устройствах контроля перемещения штоков исполнительных пневмоцилиндров и подачи сигнала для поворота вала команйоаппарйта трехлинейных распределителей обуславливает необходимость применения селектора, усложняющего систему. Цепь изобретения - упрощение системы автоматического управления и улучшение его эксплуатационной характеристики. Поставленная цель достигается тем, что в системе управления пневматическим манипулятором, содержащей ко- мандоаппарат роторного типа с шаговым механизмом, связанным с приводом в виде пневмоцилиндра, полости которого подключены к управляющему распределителю и исполнительные пневмоцилиндры со штоками, полости которых подключены к nyTeBbnvi распределителям командоаппарата, установлены двухпозиционные импульсные датчики контроля перемеш:ения штоков исполнительных пневмоцилиндров, выходные каналы указанных датчиков подключены к управлйгацему распределителю, а входные, каналы подключены к каналам питания исполнительных пневмоцилиндров и к атмосфере. На чертеже изображена схема предлагаемой системы автоматического управления пневматическим манипулятором для двух исполнительных пневмоцилиндров (количество пневмоцилиндров может быть любое). Система управления пневматическим манипулятором включает командоаппарат, Ьостоящий из установленного в подшипниках вала 1, снаб нсенного заданным количеством пазов 2 с закрепленными в них в соответствии с заданной программой упорами 3. С валом 1 жестко связан шаговый (храповой) механизм 4, , I предназначенный для шагового поворота вала 1. Привод храпового механизма 4 вьшолнен в виде связанного управляющим распределителем 5 и имеющего полость 6 управления, пневмоцилиндра 7 со щтоком 8, штоковая. полость которого постоянно связана с подводом воздуха, а бесщтоковая - с выходным каналом распределителя 5, предназначенного для подачи давления в бесштоковую полость пневмоцилиндра 7 или соединения ее с атмосферой (при подаче сигнала в управляющую полость 6). Система содержит также исполнительные пневмоцилиндры 9 и Ю со штоками, управляемые путевыми распределителям 11 и 12 с пружинным возвратом, имеющими толкатели 13, взаимодействующи с упорами 3, и устрюйства контроля перемещения штоков исполнительных пневмоцилиндров и подачи сигнала для поворота вала командоаппарата 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 отверс тием, в котором расположен подпружиненный шток 22 с каналами (не показаны), на концах которого закреплены два клапана 23 и 24, перекрывающих под действием или пружины, или толкат ля 25, взаимодействующего со штоком исполнительного пневмоцилиндра седла 2О или 21. Полости 18 подключены к входным каналам датчиков 14-17 связаны с полостями исполнительных пневмоцилиндров 9 и 1О, т.е. с каналами питания и слива исполнительных пневмоцилиндров 9 и 10. Выходные полости 19 датчиков 14-17 связаны трубопрово дами непосредственно с управляющей полостью 6 распределителя 5. Распределители 11 и 12 связаны с подводом сжатого воздуха, с атмосферой и с полостями исполнительных пневмоцилиндров 9 и 10 и соединяют одну их полос при ненажатом положении с давлением, другую - с атмосферой или при другом нажатом положении - наоборот. Для сбр са сигнала, поступившего в управляющую полость 6 распределителя 5 служи двухлинейный распределитель 26, имеющий толкатели 27 и 28, взаимодействующие с упорами 29 и 30, закрепленными на штоке 8 пневмоцилиндра 7. 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 пропуска трактов в случае, когда число тактов цикла меньще количества пазов 2 на алу 1. Входной его канал связан с одводом сжатого воздуха, а выходной управляющей полостью 6 распределителя 5. Для пуска системы служит пневмсукнопка 33, входной канал которой соединен с подводом сжатого воздуха, а выодной - с управляющей полостью 6 распределителя 5. Система работает следующим образом. При кратковременном нажатии пневмокнопки 33 сжатый воздух поступает в управляющую полость 6 распределителя 5, который переключается и соединяет бесщтоковую полость пневмоцилиндра 7 с атмосферой. Шток 8 пневмоцилиндра 7 перемещается вниз, упор 29 переключает двухлинейный распределитель 26 и сжатый воздух из управляющей полости 6 распределителя 5 сбрасывается в атмосферу. Распределитель 5 возвращается в исходное положение, сжатый воздух поступает в бесщтоковую полость пневмоцилиндра 7 и его шток 8 перемещается вверх, возвращаясь в исходное положение. При этом упором ЗО переклк чается толкатель 25, разъединяя управ- ля надую полость 6 распределителя 5 с атмосферой. При повороте вала 1 толкатель 13 распределителя 11 сходит с упора 3, под действием пружины распределитель 11 переключается, и щток пневмоцилиндра 10 перемещается влево до взаимодействия с толкателем 25 датчика 17. Толкатель 25 перемещает подпружиненный щток 22, клапан 24 открывает седло 21 и сжатый воздух из входного канала 18 в штоке 22 (не показаны) проходит в вькодной канал 19 и далее - в управляющую полость 6 распределителя 5. При достижении щтоком пневмоцилиндра 9 крайнего левого положения клапан 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 поворачивается на шаг и начинается следующий такт цикла. После отработки программы, заданной расположением упоров 3 на валу 1, цикл заканчивается. Смена программы (изменение последовательности

работы пневмоцвлиндров) осуществляетс перестановкой упоров 3 на валу 1.

Данная система управления пневматкческим манипулятором обеспечивает автоматическую работу исполнительных пневмоюсшшндрсж 9 и 10 и путевой контроль дккпа в любой последовательности в зависимости от программ, задаНгной расположением упоров 3 на валу 1 команяоаппарата. Наличие НЕ валу 1

командоаппарата пазов 2 с аакрепленнььми в них упорами 3 (вместо имекщихся в прототипе вулачков жестко сидя-. щих на валу) в совокупности с двухлине иными импульсными датчиками 1417, которые позволяют в этой системе автоматичесзкого управления соединить юс выходные каналы непосредственно 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 сравнешпо с известным переналадить ее только путем перестановки упоров 3 при смене Программы. Это дает возможность применять пневматические машшуляторы с предлагаемой снстемой автомат гческого управления в мелксюерийном производстве, частой смены программы.

Ф. ормула изобретения

Система управления пневматическим манипулятором, содержащая командоаппарат роторногчз типа с шаговым механиэыюм, связанным с приводом в виде пневмощшиндра, полости которого пoдiшючены к управляющему распределителю, и исполнительные пневмонилиндры со штоками, полости которых подключены к путевым распределителям командоаппарата, отли ающаяся тем, что, с целью упрощения и улучшения Эксплуатационных характеристик систелгпм, в ней установлены двухпозишюнные импульсные датчики контроля перемещения штоков исполнительных пневмоцилиндров, выходные каналы указанных датчиков подключены к управляющему распределителю, а входные каналы подключены к каналам питания исполнительных пневмоцилиндров и к атмосфере.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Сб. Пневматические системы управления станками прессами и другими машинами. Альбом схем. М., НИИМАШ, с. 61, рис. 118, 1971 (прототип).