Пневмоприводы
Они могут быть непосредственно связанными с механизмами поступательного перемещения либо преобразовывать его во вращательное:
a - модуль поступательного перемещения с силовыми цилиндрами; б - высокомоментные электродвигатели непосредственно в шарнире модуля; в - с механизмом рейка-шестерня; г - с парой винт-гайка; д - гибкая связь с использованием цепи, ленты и т.д.
Рисунок 21 – Типы пневмоприводов, используемых в ПР
1 - входной штуцер; 2 – вентиль; 3 – влагоотделитель; 4 - пневмоклапан редукционный; 5- манометр; 6 – маслораспылитель; 7 – пневмораспределитель; 8 – пневмоцилиндр.
Рисунок 22 – Схема пневматического циклового робота (одной степени подвижности)
Исполнительные пневмоцилиндры – это цилиндры с прямолинейным движением поршня. Подача воздуха идет через распределитель, а выход воздуха через другой. Скорость движения регулируется дросселем с изменяющимся проходным сечением. Подробней изображено на схеме:
Рисунок 23 – Пример линейного пневмопривода с распределителем
Пневмодвигатель дает большую скорость движения. При цикловом управлении оно ограничивается упорами. Для исключения резких ударов в конце хода предусматривается торможение. Используется внутренний процесс торможения либо устанавливается внешний демпфер.
Часто ставится задача обеспечить несколько точек позиционирования.
1 – корпус; 2 – шток.
Рисунок 24 – Пневмоцилиндр, обеспечивающий четыре точки позиционирования
За счет работы левого цилиндра АВ корпус 1 может перемещаться на величину X1, а выходной шток 2 за счет работы правого цилиндра СД - на величину X2, причем отношение X1 к X2 = 1 к 2. Поэтому, если оба перемещения отсутствуют, имеем положение 1, при перемещении на X1 – положение 2, при X2 положение3, а при X1 +X2 – положение 4.
По второй схеме несколько позиций осуществляется устройством нескольких выходных отверстий (1-7) в атмосферу, причем открывается одно из них. Например, надо остановится в позиции 4, то откроется это отверстие и поршень остановится когда перекроет его.
Рисунок 25 – Многопозиционный позиционер
1 - пневмоцилиндр основной; 2 - пневмоцилиндр тормозной; 3 - датчик обратной связи; 4- рейка; 5 - шток исполнительного устройства
Рисунок 26 – Пневматическая система позиционирования с датчиком обратной связи (принципиальная схема)
Рисунок 27 – График работы системы и образование погрешности позиционированя
Особенностью пневмоприводоя ПР является применение неполноповоротных пневмоцилиндров для осуществления движения поворота. Этоо упрощает конструкцию привода. Пример приведен на рис. 28.
Рисунок 28 – Неполно-поворотный пневмоцолиндр
Гидравлические приводы.
ГП применяются для ПР двух видов:
дроссельного управления
с гидронасосом постоянной подачи
с гидронасосом переменной подачи
объемного управления
Управляться может либо гидроцилиндр, либо гидромотор. Гидронасос постоянной подачи дешевле, чем переменной, но больше энергетические затраты из-за потерь при постоянном нагнетании жидкости при высоком давлении (идет перелив в бак с образованием дополнительной теплоты, поэтому еще требуется охлаждение гидросистемы).
Этих недостатков нет у привода дроссельного управления с гидронасосом переменной подачи.
Поэтому постоянная подача масла в гидростанции характерна для моделей ПР малой грузоподъемности, а переменной – для роботов большой и сверх большой грузоподъемности (сотни кг).
1 – бак; 2 - заборный фильтр; 3 - гидронасос переменной подачи; 4 - регулятор подачи насоса; 5- электродвигатель; 6 - фильтр тонкой очистки; 7 - пневмогидравлический аккумулятор; 8 - золотниковый распределитель; 9 – гидроцилиндр; 10 - золотниковый распределитель; 11 – гидромотор.
Рисунок 29 – Схема гидравлического привода дроссельного управления с гидронасосом переменной подачи.
Пневморегулятор служит для стабилизации давления в нагнетающей магистрали при резких изменениях давления (подключение, отключение потребителей).
Дросселирование потоков рабочей жидкости идет за счет изменения проходных сечений золотникового распределителя 8 (10). Проходное сечение зависит от положения кромок золотника относительно протоки золотниковой втулки. Смещение золотника определяет скорость и направление перемещения гидродвигателя.
1 – бак; 2 - заборный фильтр; 3 - гидронасос переменной подачи; 4 – электромотор; 5 - гидронасос с изменяющейся подачей масла; 6 - микрогидродвигатель дроссельного управления; 7 - обратный клапан; 8 - предохранительный клапан; 9 – гидромотор; 10 – гидроцилиндр.
Рисунок 30 – Схема гидравлического привода объемного управления.
Подача масла гидронасосом 5 регулируется гидродвигателем 6, работающим по принципу дроссельного регулирования от насоса 2 постоянной подачи. Обратные клапаны 7 служат для подпитки гидросистемы маслом, клапаны 8 – исключают случайные перегрузки в магистралях. Особенность: каждый из двигателей 9 и 10 должен иметь свою отдельную систему регулирования (4, 5, 6).
Часто в гидросистемах ПР используется неполноповоротный лопостной гидродвигатель, называемый также гидроквадрантом. Вал 1 с лопастью 2 поворачивается в корпусе 3 при поступлении масла под давлением в ту или иную полость корпуса от специального золотникового устройства 4. Угол поворота до 270о. Устройство может поворачивать звено механизма манипулятора без промежуточных передач.