Pneumatiske enheder af mekatroniske systemer

Mobile maskiner, robotter og forskellige mekatroniske systemer har evnen til at flytte eller ændre deres deles position takket være aktuatorer. Bevægelsesretningen for denne eller den del af systemet kaldes en frihedsgrad, og jo flere frihedsgrader aktuatoren har, jo større er mobiliteten af ​​maskinen, robotten eller aktuatoren.

Afhængigt af typen af ​​drev opnås en mere eller mindre kvalitativ implementering af interaktionen af ​​maskindele med hinanden, samt effektiviteten og fleksibiliteten af ​​dens drift. Valg af type aktuator er en vanskelig opgave, som besluttes på systemdesignstadiet af robotingeniører og teknologer.

En af de populære typer drev, der bruges i mekatroniske systemer — pneumatisk aktuator… Her bruges gas som arbejdsmedium, normalt trykluft, hvis energi driver mekanismen. Derfor er pneumatiske aktuatorer billige, pålidelige, nemme at sætte op og betjene og brandsikre.Det koster ikke noget at købe og bortskaffe arbejdsvæsken (luft).

Der er dog nogle ulemper, for eksempel en mulig reduktion af arbejdstrykket på grund af lækage på grund af dårlig tæthed af rørene, hvilket medfører tab af kraft og hastighed, samt komplikationer i positionering. Ikke desto mindre er pneumatiske motorer, pneumatiske cylindre og pneumatiske pneumatiske motorer meget udbredt i dag i robotter og mobile maskiner.

Lad os se på en typisk enhed pneumatisk drev… Pneumatisk drev som sådan inkluderer nødvendigvis en kompressor og en luftmotor. I denne kombination kan systemet konvertere drevets mekaniske egenskaber i henhold til belastningskravene.

Pneumatiske aktuatorer af translationel bevægelse er to-position, når bevægelsen af ​​arbejdslegemet udføres mellem to endepositioner, såvel som multi-position, når bevægelsen udføres i forskellige positioner.

Ifølge driftsprincippet kan pneumatiske aktuatorer være enkeltvirkende (når fjederen giver tilbagevenden til udgangspositionen) eller dobbeltvirkende (retur, ligesom arbejdsbevægelsen, produceres af trykluft). Pneumatiske lineære aktuatorer er hovedsageligt opdelt i to typer: stempel og membran.

I en pneumatisk stempelaktuator bevæger stemplet sig i cylinderen under påvirkning af trykluft eller en fjeder (returslaget for en enkeltvirkende aktuator er tilvejebragt af en fjeder).I en pneumatisk membranaktuator har et kammer opdelt af en membran i to hulrum på den ene side trykluft, der presser membranen, og på den anden side er en stang fastgjort til membranen og modtager en langsgående kraft fra membranen. Således er den pneumatiske aktuator med succes brugt i cykliske styresystemer, for eksempel i manipulatorer med vandret spindelbevægelse.

Funktionelt kan den pneumatiske aktuator opdeles i fire enheder: luftforberedelsesenheden, trykluftfordelingsenheden, aktuatormotoren og tryklufttransmissionssystemet til aktuatorerne.

I klimaanlægget tørres luften og renses for støv. Ifølge programmet åbner eller lukker fordelingsblokken (ved hjælp af ventiler) tilførslen af ​​trykluft til drivmotorernes hulrum.

Ventilerne betjenes normalt af elektromagneter eller også pneumatisk (hvis miljøet er eksplosivt). Den udøvende motorblok er faktisk cylindre med stempler, der roterer eller bevæger sig i en lige linje - pneumatiske cylindre, der adskiller sig i givne forskydninger, kræfter og hastigheder.

Hver motor har sin egen arbejdscyklus, og rækkefølgen af ​​cyklusser er strengt bestemt af den teknologiske proces og kontrolleret af det tilsvarende program robot kontrolsystemer… Systemet til at overføre trykluft til forskellige enheder bruger pneumatiske drev med forskellige sektioner, alt efter opgaven.

I princippet ser transmissionen og omdannelsen af ​​energi i et pneumatisk drev sådan ud.Prim-motoren driver kompressoren, som komprimerer luften. Trykluften føres derefter gennem styreudstyret til den pneumatiske motor, hvor dens energi omdannes til mekanisk energi (bevægelse af stemplet, stangen). Derefter udledes arbejdsgassen til miljøet, det vil sige, at den ikke vender tilbage til kompressoren.

Fordelene ved pneumatiske drev kan næppe overvurderes. Sammenlignet med væsker er luft mere komprimerbar, mindre tæt og tyktflydende, mere flydende. Luftens viskositet stiger med tryk og temperatur.

Men da luft altid indeholder en lille mængde vanddamp og ikke har nogen smørende egenskaber, er der risiko for en skadelig effekt af kondens på kamrenes arbejdsflader. Derfor har pneumatiske drev brug for konditionering, det vil sige, at de får sådanne egenskaber på forhånd for at forlænge levetiden af ​​det drev, hvor det bruges som arbejdsmiljø.