Пневматический шаговый привод

 

Изобретение м.б. использовано в качестве исполнительного механизма промышленных роботов, станков с позиционной системой программного управления и т.д. Цель изобретения - повышение точности 22 I Abx позиционирования и тяговых усилий. Привод состоит из двух частей - пневматической и эпектромагнитной. Пневматическая часть выполнена в виде пневмоцилиндров 2, поршни 3 которых связаны с одной планкой (П). а электромагнитная часть - в виде магнитопроводов б и 7 с обмотками 8 и 9 и дискового якоря 10. связанного с другой П. П снабжены управляемыми рабочими захватами (УРЗ), с помощью которых возвратно-поступательные движения поршня 3 и якоря 10 передаются к двухсторонним штокам (Ш) 17 и 18. Кроме тог о, привод снабжен УРЗ, которые фиксируют III 17 и 18 относительно основания 1. Осуществляя циклическое переключение УРЗ при работе пневматической и электромагнитной частей, достигается шаговое перемещение Ш 17 и 18с необходимым тяговым усилием и заданной точностью. 3 ил. ел С Si to VJ 3 &ь ю

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1) 5 F 15 В 1 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ZZ 5 25 (61) 1504379 (21) 4767238/29 (22) 11.12,89 (46) 23.01.92. Бюл. ¹ 3 (71) Ташкентский политехнический институт им, А.P.Áèðóíè (72) П.Ф.Хасанов, Х.Н,Назаров, Х.Х.Таджиев, А,В.Ширмухамедов и А.P.Òàëèïîâ (53) 62-82(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1504379, кл, F 15 В 11i/12. 1989. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ШАГОВЫЙ ПРИВОД (57) Изобретение м,б. использовано в качестве исполнительного механизма промышленных роботов, станков с позиционной системой программного управления и т.д, Цель изобретения — повышение точности...!Ы„, 1707294 А2 позиционирования и тяговых усилий.

Привод состоит из двух частей — пневматической и электромагнитной. Пневматическая часть выполнена в виде пневмоцилиндров 2, поршни 3 которых связаны с одной планкой (П). а электромагнитная часть — в виде магнитопроводов 6 и 7 с обмотками 8 и 9 и дискового якоря 10. связанного с другой П. П снабжены управляемыми рабочими захватами (УРЗ), с помо цью которых возвратно-поступательные дпижения поршня 3 и якоря 10 передают-.я к двухсторонним штокам (Ш) 17 и

18. Кроме то о, привод снабжен УРЗ, которые фиксируют IL 17 и 18 относ лт -.льно основания

1. Осуществляя циклическое переключение

УРЗ при работе пневматической и электромагнитной частей, достигается вагонке перемещение Lb 17» 18" н эбходимым тяговым усилием и заданной точнсc ью. 3 ил.

1707294

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам пневмоавтоматики, может быть использовано в качестве исполнительного механизма npoMblllJlleHHblx роботов, сганков с позиционной сисТемОй программного управления и машин-автоматов, где требуегся шаговое перемещение, и является усовершенствованием изобретения по ав r.св. 1504379, Целью изобретения является повышение точности позиционирования и тяговых усилий.

На фиг.1 представлен приьод с двумя выходами, продольный разрез, ч i фиг.2 — то же. вид сверху; на фиг.3 — разрез А-h на фиг,2, Пневматическии шаговый привод содержит (фиг.1 и 2) жестко прикрепленные к основанию 1 пневмоцилиндры 2, в каждом из которых установлсн поршень 3, закрепленный с планкой 4, через тягу и два дисковые электромагнита, выполненные в виде магнитапроводов 6 и 7 с обмотками 8 и 9 возбуждения и общим якорем 10, С якорем

10 жестко связана (фиг.3) направляющая 11 посредством планки 12. На планках 4 и 12 установлены основные и дополнительные управляемые рзбочие захваты 13-16, с помощью которых возвратно-поступательные движения поршня 3 и якоря 10, каждого из пневмоцилиндров 2 передается к двухс1аронним штокам 17 и 18, Кроме того, привод снабжен управляемыми paGoчи ли захватами 19 и 20, жестко связанными с корпусам

1 с помощью планки 21. Каждый из захватов

13, 14, 15, 19 и 20 выполнен в виде электромагнитных порошковых муфт (не показана), В зависимости от требуемой точности позиционирования привода устанавливается зазор между магнитопроводами 6 и 7 и якорем 10. Рабочие полости 22 и 23 каждого из пневмоцилиндров 2 подключены через соответствующий пневмораспределитель

24 к магистрали 25 и 26 высокого и низкого давлений. Между якорем 10 и направляющей 11 установлены экранирующие втулки

27, когорые служат для уменьшения рассеяния магнитного потока. Направляющая 11 свободно перемещается относительно корпуса 28 на шариках 29.

Привод работает следующим образом.

Устройство управления (не показано) вырабатывает управляющие сигналы для пневмораспределителей 24 обмоток 8 и 9 возбуждения и захватов 13, 14, 15, 16 и 19, 20 в зависимости от величины хода перемещения X привода.

При этом с помощью пневмоцилиндров

2 и захватов 13 и 14 осуществляется пере5

15

Гб мев,ение штоков 17 и 18 с шагом д„, равным величине хода поршней 3, С помощью дисковых электромагнитов и захватов 15 и 16 осущес1вляется перемещение штоков 17 и

18 с шагом д3, равным величине хода якорей 10

Устройство управления вычисляет количество шагов Nn для пневмоцилиндров 2 и количество шагов N3 для электромагнитов по следующим выражениям

И =-INT

X и

/ - д иэ-ат (3 где INT — целая часть.

Привод вначале отраба-i ывает количество шагов Nï, далее N3, Возможны варианты, при которых привод совершает движения с шагом д, в начале, в середине хода перемещений штоков 1 и 18 в зависимости от требований, предъявляемых к приводу.

Такая необходимость возникает в тех случаях, когда требуется быстрое перемещение объекта до нужной точки и при дальнейшем перемещении его с малым шагом и с большим тяговым усилием, Поясним принцип работы привода в случае, когда шток 17 перемещается влево (по чертежу), совершая при этом движения вначале с шагом N и в конце с шагом N31, а шток 18 перемещается вправо с одинаковым шагом N3z.

Устройство управления вычисляет количество шагов Nn и N3 по вышеприведенным соотношениям для обоих штоков 17 и 19 в зависимости от величины их ходов Х1 и Xz.

Допустим в исходном положении поршень 3 находится в правом крайнем по чертежу положении и якорь 10 находится так же в правом притянутом к магнитопроводу 7 положении, Г помощью соответствующего пневмораспределителя 29 полости 22 и 23 соединяются с магистралями 25 и 26 таким образом, ч а поршень 3 совершает один шаг влево.

Это движение передается к штоку 17 путем поочередного включения и отключения рабочих захватов 13 и 19 и шток 17 перемещае1ся на один шаг влево, После этого пневмораспределитель 27 устанавливается в исходную позицию и отключаются рабочие захваты 19 и 13, а поршень 3 перемещается в исходно состояние. Этот цикл повторяется N> раз,. После отработки N> шагов прекращается управление соответствующим пневмоцилиндром 2 с помощью пневмораспределителя 24, и включается захват 13. Далее вырабатываются сигналы для

1707294 управления обмотками 8 и 9 магнитопроводов 6 и 7 и захватом 15 для перемещения штока 17 с малыми шагами N». При этом шток 17 будет перемещаться íà N» шагов.

В исходном положении якорь 10 нахо- 5 ди1ся в правом крайнем положении, Для перемещения штока 17 на один шаг влево включается захват 15, при этом шток

17 и якорь 10 сцепляются друг с другом, Далее включается обмотка 8 магнитопрово- 10 да 6 и якорь 10 вместе со штоком 17 притягиваются к магнитопроводу 6, т,е. шток 17 совершает один шаг влево на величину, равную величине воздушного зазора дз .

Далее включаются фиксирующий за- 15 хват 19 и обмогкэ 9 магнитопровода 7, Пои этом включаются рабочий захват 15 и обмотка 8 магнитопровода 6, Так как фиксирующий захват 19 установлен неподвижно на корпусе 28 привода, то и шток 17 тоже оста- 20 ется неподвижным в момент, когда якорь 10 притягивается к магнитопроводу 7, т.е. якорь 10 совершает холостой ход, возвращаясь в исходное положение.

Далее с выключением фиксирующего 25 захвата 19 и обмотки 9 магнитопровода 7 включается рабочий захват 16 и обмотка 8 магнитопровода 6. При этом шток 17 совершает второй шаг и аналогичным образом якооь 10 возвращается в исходное положе- 30 ние, Таким образом, цикл повторяется до тех пор, пока шток 17 перемещается влево на N» шагов.

Теперь поясним перемещение штока 18 вправо с шагами д,2 на М32 шагов. 35

При этом надо отметить, что штоки 17 и

18 могут перемещаться одновременно, т.е. в момент перемещения штока 17 влево на

N» шагов шток 18 перемещается вправо на

N>z шагов или последовательно. после пере- 40 мещения штока 17 влево íà N» шагов начинает перемещаться вправо шток 18. Это становится возможным благодаря автономным управлениям пневмораспределителей

24. обмоток 8 и 9 возбуждения, рабочих за- 45 хватов 13 — 16 и фиксирующих захватов 19 и

20.

Допустим шток 18 перемещается вправо в момент, когда шток 17 начал перемещаться влево с шагами д„. Тогда при перемещении штока 17 влево (вкл очены ohмотка 8, захват 15 и выключены облютка 9 и фиксируюгций захват 19) шток 18 остается неподвижным, так как якорь 10 перемещается влево. При этом фиксирующий захват

20 включен, а рабочий захват 16 выключен, Далее, с выключением соОТВ2Тс-вуfoщей обмотки 8, фиксирующего захвата 20 включается обмотка 9 и рабо- ий захва 16, При этом шток 18 и якорь 10 зацеплен ы доуг с другом и вместе совершают вправо один шаг, В этот момент захват 19 включен. а захват 15 выключен и шток 17 остается неподвижным.

Далее, с выключением coofne cfeyfoщей обмотки 9 и рабоче -о захвата 16 включаются обмотка 8 и фиксирующий захваг 20.

Якорь 10 притягивается к магнитопроводу 6, шток 18 неподвижен, а шток 17 перемещается влево на один шаг и таким образом цикл повторяется до отработки приводом

N» шагов для штока 17 и Jag шагов для штока 18.

Аналогичным образом перемсщактся

UITOKfrf 17 M 18 в BpOTvfBOflOr GW thlt . ",OOOO!ihf или одноврем:ннл B одну стор ну.

Таким образом, ус1ройст во .aç eo ет

ОСущЕСтВЛятЬ ФИКС; цИЮ ШтОКа (и ЗОлОВ l 7 И

18) с заданной точ-locT и в любой; .÷êå позиционироланич во всем д..;:иаз:iå .;лмещения и повысить: яговы : усил гу, ем комбинации и не яма .: ес ког:3 и зле к г -. м",fнитно;о приводоя.

Формула и=о,"р ..ения

Пневматичегк .;. LLàf оаый г1оигсд ис авт.св. М 1504379, о -,,л и ч з ю щ и и -. i -и, ЧтО, С ЦЕЛЬЮ ПOВЫieЕНИЯ тОЧНОСгн П. ИflИОнирования и увеличения тяговы,,и 1ий каждый из пневмоцилиндров дополни ель

ho снабжен двумя дисковыми злек1Г;змзгнитами с общим якорем, выполнеííh!м с воэможностью взаимодействия со штоками посредством дополнительно установленных управляемых рабочих захватов.

1707294

12 15

1б

21 Ю

Составитель В.Коваль

Редактор В.Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк

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

Заказ 252 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5