Mehatronisko sistēmu pneimatiskās ierīces

Mobilajām mašīnām, robotiem un dažādām mehatroniskām sistēmām ir iespēja pārvietot vai mainīt to daļu stāvokli, pateicoties izpildmehānismiem. Šīs vai citas sistēmas daļas kustības virzienu sauc par brīvības pakāpi, un jo vairāk brīvības pakāpju ir izpildmehānismam, jo ​​lielāka ir mašīnas, robota vai izpildmehānisma mobilitāte.

Atkarībā no piedziņas veida tiek panākta vairāk vai mazāk kvalitatīva mašīnu detaļu savstarpējās mijiedarbības īstenošana, kā arī tās darbības efektivitāte un elastība. Izpildmehānisma veida izvēle ir sarežģīts uzdevums, ko sistēmas projektēšanas stadijā izlemj robotu inženieri un tehnologi.

Viens no populārākajiem izmantoto disku veidiem mehatroniskajās sistēmās — pneimatiskais izpildmehānisms… Šeit kā darba vide tiek izmantota gāze, parasti saspiests gaiss, kura enerģija darbina mehānismu. Tāpēc pneimatiskie izpildmehānismi ir lēti, uzticami, viegli uzstādāmi un ekspluatējami, kā arī ugunsdroši.Darba šķidruma (gaisa) iegādei un utilizācijai nav jāmaksā.

Tomēr ir daži trūkumi, piemēram, iespējama darba spiediena samazināšanās noplūdes dēļ sliktas cauruļu hermētiskuma dēļ, kas noved pie jaudas un ātruma zudumiem, kā arī sarežģījumiem pozicionēšanā. Neskatoties uz to, pneimatiskie motori, pneimatiskie cilindri un pneimatiskie pneimatiskie motori mūsdienās tiek plaši izmantoti robotos un mobilajās iekārtās.

Apskatīsim tipisku ierīci pneimatiskā piedziņa… Pneimatiskā piedziņa kā tāda obligāti ietver kompresoru un gaisa motoru. Šajā kombinācijā sistēma var pārveidot piedziņas mehāniskos raksturlielumus atbilstoši slodzes prasībām.

Translācijas kustības pneimatiskie izpildmehānismi ir divu pozīciju, kad darba ķermeņa kustība tiek veikta starp divām gala pozīcijām, kā arī daudzpozīcijas, kad kustība tiek veikta dažādās pozīcijās.

Pēc darbības principa pneimatiskie izpildmehānismi var būt viendarbības (kad atspere nodrošina atgriešanos sākuma stāvoklī) vai divkāršas darbības (atgriešanos, tāpat kā darba kustību, rada saspiests gaiss). Pneimatiskie lineārie izpildmehānismi galvenokārt ir sadalīti divos veidos: virzulis un diafragma.

Pneimatiskā virzuļa izpildmehānismā virzulis pārvietojas cilindrā saspiesta gaisa vai atsperes iedarbībā (vienas darbības izpildmehānisma atgriešanās gājienu nodrošina atspere).Pneimatiskajā diafragmas izpildmehānismā kamerai, kas sadalīta ar diafragmu divos dobumos, vienā pusē ir saspiests gaiss, kas nospiež diafragmu, un, no otras puses, pie diafragmas ir piestiprināts stienis, kas saņem garenisko spēku no diafragmas. Tādējādi pneimatisko izpildmehānismu veiksmīgi izmanto cikliskās vadības sistēmās, piemēram, manipulatoros ar horizontālu kāta kustību.

Funkcionāli pneimatisko izpildmehānismu var iedalīt četrās vienībās: gaisa sagatavošanas blokā, saspiestā gaisa sadales blokā, izpildmehānisma motorā un saspiestā gaisa pārvades sistēmā pie izpildmehānismiem.

Gaisa kondicionēšanas blokā gaiss tiek žāvēts un attīrīts no putekļiem. Saskaņā ar programmu sadales bloks atver vai aizver (ar vārstu palīdzību) saspiestā gaisa padevi piedziņas motoru dobumā.

Vārstus parasti darbina ar elektromagnētiem vai arī pneimatiski (ja vide ir sprādzienbīstama). Izpilddzinēja bloks faktiski ir cilindri ar virzuļiem, kas griežas vai kustas taisnā līnijā — pneimatiskie cilindri, kas atšķiras ar doto tilpumu, spēkiem un ātrumu.

Katram dzinējam ir savs darba cikls, un ciklu secību stingri nosaka tehnoloģiskais process un kontrolē attiecīgā programma robotu vadības sistēmas… Sistēma saspiestā gaisa pārvadīšanai uz dažādām ierīcēm izmanto pneimatiskos piedziņas ar dažādām sekcijām atbilstoši veicamajam uzdevumam.

Principā enerģijas pārvade un pārveidošana pneimatiskajā piedziņā izskatās šādi.Galvenais dzinējs darbina kompresoru, kas saspiež gaisu. Pēc tam saspiestais gaiss caur vadības aprīkojumu tiek padots pneimatiskajam motoram, kur tā enerģija tiek pārvērsta mehāniskajā enerģijā (virzuļa, stieņa kustība). Pēc tam darba gāze tiek izvadīta vidē, tas ir, tā neatgriežas kompresorā.

Pneimatisko piedziņu priekšrocības ir grūti pārvērtēt. Salīdzinot ar šķidrumiem, gaiss ir vairāk saspiežams, mazāk blīvs un viskozs, šķidrāks. Gaisa viskozitāte palielinās līdz ar spiedienu un temperatūru.

Bet, tā kā gaiss vienmēr satur nelielu daudzumu ūdens tvaiku un tam nav eļļošanas īpašību, pastāv kondensāta kaitīgas ietekmes risks uz kameru darba virsmām. Tāpēc pneimatiskajiem piedziņām ir nepieciešama kondicionēšana, tas ir, tām ir iepriekš piešķirtas šādas īpašības, lai pagarinātu piedziņas kalpošanas laiku, kurā tā tiek izmantota kā darba vide.