ДВУХКООРДИНАТНЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИВОД

АННОТАЦИЯ

В данной статье предлагается разработка двухкоординатного пневматического привода с повышенным быстродействием и точностью, представлена пневматическая и электрическая схема привода, описан принцип работы и основные преимущества перед аналогами.

Ключевые слова: двухкоординатный, пневматический привод, быстродействие, точность позиционирования.

Введение

Задачи автоматизации работы с небольшими объектами в настоящее время предъявляют все больше требований к системам перемещения. Компактность размеров, высокая динамика, простота обращения, точность востребована все больше и больше, а весьма часто требуется перемещать объекты и инструменты не по одной, а сразу по нескольким координатам. В виду этого актуальность развития двухкоординатных систем сильно возросла.

Значительное применение пневмоприводов объясняется их надежностью, взрыво-и пожаробезопасностью. Стоит отметить, что пневмоприводы уступают электрическим приводам в точности, однако для большинства систем с автоматизированной системой производствен­ных процессов, точности позиционирования пневматических приводов оказывается вполне достаточной [1, с. 55].

Описание привода

В этой связи предлагается разработать двухкоординатный позиционный пневмопривод, в основу работы которым заложено "пропорциональное" управление потоками сжатого воздуха с обратной связью, что позволит существенно повысить производительность координатного привода, а именно быстродействие и точность.

Пневматическая схема разрабатываемого двухкоординатного привода представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Пневматическая схема двухкоординатного привода

Пневматический двухкоординатный привод разработан на элементной базе компании «Camozzi automation». Состав привода следующий:

• ФР1, ФР2 – Фильтр-регулятор
• Ф1, Ф2 – Фильтр
• КП – Клапан безопасности
• М1, М2 – Манометр
• КБ1-КБ4 – Блокирующий клапан
• РД – Микрорегулятор давления
• Вак – Вакуумный эжектор
• П – Вакуумная присоска
• Р1-Р4 – Пропорциональные пневматические сервораспреде­лители
• Р5-Р7 – Электропневматические распределители
• ПЦ1-ПЦ3 – Пневматические цилиндры
• ПЛК – Программируемый логический контроллер
• УА1-УА3 – Электромагниты распределителей

Электрическая схема двухкоординатного пневматического привода представлена на рисунке 2. Состав электрической подсистемы двух­координатного пневматического привода следующий:

• A1 – Блок питания
• A2 – Программируемый логический контроллер
• A3-A6 – Пропорциональные пневматические сервораспреде­лители
• A7, A8 – Аналоговые датчики положения поршня пневмо­цилиндра.
• SA1-SA4 – Кнопки включения/выключения
• SQ1-SQ2 – Концевые выключатели
• YA1-YA3 – Электромагниты распределителей

Рисунок 2. Электрическая схема двухкоординатного пневматического привода

Стоит отметить, что разрабатываемый привод имеет программи­руемый логический контроллер, который организует алгоритм автоматического управления. Благодаря аналоговым датчикам положения поршня пневмоцилиндра, организуется обратная связь, что способствует повышению точности координатного позиционирования.

Использование пропорциональных сервораспределителей, позво­ляет изменять расход сжатого воздуха от минимальной до макси­мальной величины в зависимости от управляющего сигнала (величины тока, или величины напряжения), такое решение приводит к повышению быстродействия [2, с. 152].

Пневматическая схема (Рисунок 1 ) состоит из узла подготовки воздуха, электронного блока, пневмоцилиндров, вакуумного эжектора и распределителей.

Узел подготовки воздуха представлен в левой части схемы, он обеспечивает подачу сжатого воздуха по пневмолиниям к распре­делителям, которые в свою очередь управляют пневмоцилиндрами и вакуумным эжектором.

Пневматический цилиндр ПЦ1 осуществляет вертикильное пере­мещение основной платформы, он управляется двумя пропорциональ­ными распределителями Р1 и Р2. Пневматический цилиндр ПЦ2 осуществляет горизонтальное перемещение основной платформы, он управляется двумя пропорциональными распределителями Р3 и Р4. Пневматический цилиндр ПЦ3 обеспечивает схват с помощью присоски П и вакуумного эжектора Вак, управление выполняет распределитель Р5.

Пропорциональне распределители Р1-Р4 в свою очередь управ­ляются другими электропневматическими распределителями Р6 и Р7. Наличие электронной подсистемы, а именно: ПЛК, концевых выклю­чателей и аналоговых датчиков положения поршня, позволяет органи­зовать систему автоматического управления по алгоритму заданному оператором.

В настоящее время преимущественное применение находят электри­ческие координатные приводы, пневматические же в начале своего пути [3, с. 35]. Их создание и применение обусловлено необходимостью повышения быстродействия и точности, а также потребностью на взрыво-и пожароопасных объектах, где невозможно использование электропривода, а проблема координатного позиционирования остается нерешенной.

Заключение

В заключении отметим, что, пневматический привод в области координатного позиционирования сильно недооценен. В виду своих свойств и особенностей конструкции, он является конкурентоспособным, более того эффективность такого привода может превосходить совре­менные аналоги в разы. Таким образом, основное направление развития координатных приводов заключается в повышении быстродействии и точности, а в целом эффективности такого оборудования.

Список литературы:

1. Автоматизированный пневматический привод – В.С. Сидоренко, В.И. Грищенко, Д.Д. Дымочкин 2011. – 73 с.
2. «Пневмоавтоматика» учебное пособие ООО “ЭС ЭМ СИ пневматик” 2013 – 270 с.
3. Позиционный пневмопривод повышенного быстродействия и точности, Дао Тхе Ань 2016 – 206 с.