Pneumatiska anordningar av mekatroniska system
Mobila maskiner, robotar och olika mekatroniska system har möjlighet att flytta eller ändra positionen på sina delar tack vare ställdon. Rörelseriktningen för den eller den delen av systemet kallas en frihetsgrad, och ju fler frihetsgrader ställdonet har, desto större rörlighet har maskinen, roboten eller ställdonet.
Beroende på typ av drivning uppnås en mer eller mindre kvalitativ implementering av interaktionen mellan maskindelar med varandra, såväl som effektiviteten och flexibiliteten i dess drift. Att välja typ av ställdon är en svår uppgift som beslutas i systemdesignstadiet av robotingenjörer och teknologer.
En av de populära typerna av enheter som används i mekatroniska system — pneumatiskt ställdon… Här används gas som arbetsmedium, vanligtvis tryckluft, vars energi driver mekanismen. Det är därför pneumatiska ställdon är billiga, tillförlitliga, enkla att installera och använda och brandsäkra.Det kostar inget att köpa och kassera arbetsvätskan (luft).
Det finns dock vissa nackdelar, till exempel en eventuell minskning av arbetstrycket på grund av läckage på grund av dålig täthet i rören, vilket leder till effekt- och hastighetsförluster, samt komplikationer vid positionering. Ändå används pneumatiska motorer, pneumatiska cylindrar och pneumatiska pneumatiska motorer i stor utsträckning idag i robotar och mobila maskiner.
Låt oss titta på en typisk enhet pneumatisk drivning… Pneumatisk drivning som sådan inkluderar med nödvändighet en kompressor och en luftmotor. I denna kombination kan systemet omvandla frekvensomriktarens mekaniska egenskaper enligt belastningskraven.
Pneumatiska ställdon för translationell rörelse är tvåläges, när rörelsen av arbetskroppen utförs mellan två ändlägen, såväl som flera lägen, när rörelsen utförs i olika lägen.
Enligt funktionsprincipen kan pneumatiska ställdon vara enkelverkande (när fjädern ger återgång till utgångsläget) eller dubbelverkande (återgång, liksom arbetsrörelsen, produceras av tryckluft). Pneumatiska linjära ställdon är huvudsakligen uppdelade i två typer: kolv och membran.
I ett pneumatiskt kolvmanöverdon rör sig kolven i cylindern under inverkan av tryckluft eller en fjäder (returslaget för ett enkelverkande manöverdon tillhandahålls av en fjäder).I ett pneumatiskt membranställdon har en kammare som är delad av ett membran i två hålrum på ena sidan tryckluft som pressar membranet, och på andra sidan är en stång fäst vid membranet och tar emot en längsgående kraft från membranet. Således används det pneumatiska ställdonet framgångsrikt i cykliska styrsystem, till exempel i manipulatorer med horisontell spindelrörelse.
Funktionellt kan det pneumatiska ställdonet delas in i fyra enheter: luftberedningsenheten, tryckluftsfördelningsenheten, ställdonets motor och tryckluftsöverföringssystemet till ställdonen.
I luftkonditioneringsaggregatet torkas luften och rengörs från damm. Enligt programmet öppnar eller stänger distributionsblocket (med hjälp av ventiler) tillförseln av tryckluft till drivmotorernas kavitet.
Ventilerna drivs vanligtvis med elektromagneter eller även pneumatiskt (om miljön är explosiv). Det verkställande motorblocket är faktiskt cylindrar med kolvar som roterar eller rör sig i en rak linje - pneumatiska cylindrar som skiljer sig åt i givna förskjutningar, krafter och hastigheter.
Varje motor har sin egen arbetscykel, och sekvensen av cykler bestäms strikt av den tekniska processen och kontrolleras av motsvarande program robotstyrsystem… Systemet för att överföra tryckluft till olika enheter använder pneumatiska drivenheter med olika sektioner, beroende på uppgiften.
I princip ser överföringen och omvandlingen av energi i en pneumatisk drivning ut så här.Den drivande kraften driver kompressorn, som komprimerar luften. Den komprimerade luften matas sedan genom styrutrustningen till den pneumatiska motorn, där dess energi omvandlas till mekanisk energi (rörelse av kolven, staven). Därefter släpps arbetsgasen ut i miljön, det vill säga den går inte tillbaka till kompressorn.
Fördelarna med pneumatiska drivenheter kan knappast överskattas. Jämfört med vätskor är luft mer komprimerbar, mindre tät och trögflytande, mer flytande. Luftens viskositet ökar med tryck och temperatur.
Men eftersom luft alltid innehåller en liten mängd vattenånga och inte har några smörjande egenskaper, finns det risk för skadlig effekt av kondens på kamrarnas arbetsytor. Därför behöver pneumatiska drivenheter konditionering, det vill säga de ges sådana egenskaper i förväg för att förlänga livslängden för drivenheten där den används som arbetsmiljö.