Pneumatische apparaten van mechatronische systemen

Mobiele machines, robots en diverse mechatronische systemen kunnen dankzij actuatoren hun onderdelen verplaatsen of van positie veranderen. De bewegingsrichting van dit of dat deel van het systeem wordt een vrijheidsgraad genoemd, en hoe meer vrijheidsgraden de actuator heeft, hoe groter de mobiliteit van de machine, robot of actuator.

Afhankelijk van het type aandrijving wordt een min of meer kwalitatieve implementatie van de interactie van machineonderdelen met elkaar, evenals de efficiëntie en flexibiliteit van de werking ervan bereikt. Het kiezen van het type actuator is een moeilijke taak die in de ontwerpfase van het systeem wordt bepaald door robotingenieurs en technologen.

Een van de populaire typen schijven die worden gebruikt bij mechatronische systemen — pneumatische aandrijving… Hier wordt gas gebruikt als werkmedium, meestal perslucht, waarvan de energie het mechanisme aandrijft. Daarom zijn pneumatische aandrijvingen goedkoop, betrouwbaar, eenvoudig in te stellen en te bedienen en brandveilig.Er zijn geen kosten verbonden aan de aanschaf en verwijdering van de werkvloeistof (lucht).

Er zijn echter enkele nadelen, bijvoorbeeld een mogelijke verlaging van de werkdruk als gevolg van lekkage als gevolg van een slechte dichtheid van de leidingen, wat leidt tot vermogens- en snelheidsverlies, evenals complicaties bij het positioneren. Toch worden pneumatische motoren, pneumatische cilinders en pneumatische pneumatische motoren tegenwoordig veel gebruikt in robots en mobiele machines.

Laten we eens kijken naar een typisch apparaat pneumatische aandrijving… Pneumatische aandrijving omvat als zodanig noodzakelijkerwijs een compressor en een luchtmotor. In deze combinatie kan het systeem de mechanische eigenschappen van de aandrijving omzetten in overeenstemming met de belastingsvereisten.

Pneumatische actuatoren van translatiebewegingen zijn tweestanden, wanneer de beweging van het werklichaam wordt uitgevoerd tussen twee eindposities, evenals meerdere standen, wanneer de beweging wordt uitgevoerd in verschillende posities.

Volgens het werkingsprincipe kunnen pneumatische actuatoren enkelwerkend zijn (wanneer de veer zorgt voor terugkeer naar de startpositie) of dubbelwerkend (terugkeer, zoals de werkbeweging, wordt geproduceerd door perslucht). Pneumatische lineaire actuatoren zijn hoofdzakelijk verdeeld in twee typen: zuiger en membraan.

Bij een pneumatische zuigeractuator beweegt de zuiger in de cilinder onder invloed van perslucht of een veer (de retourslag voor een enkelwerkende actuator wordt geleverd door een veer).In een pneumatische membraanactuator heeft een kamer die door een membraan in twee holtes is verdeeld, aan de ene kant perslucht die op het membraan drukt, en aan de andere kant is een stang aan het membraan bevestigd en ontvangt een longitudinale kracht van het membraan. Zo wordt de pneumatische aandrijving met succes toegepast in cyclische besturingssystemen, bijvoorbeeld in manipulatoren met horizontale spindelbeweging.

Functioneel kan de pneumatische actuator worden onderverdeeld in vier units: de luchtvoorbereidingsunit, de persluchtdistributie-unit, de actuatormotor en het persluchttransmissiesysteem naar de actuators.

In de airconditioning unit wordt de lucht gedroogd en stofvrij gemaakt. Volgens het programma opent of sluit het verdeelblok (met behulp van kleppen) de toevoer van perslucht naar de holte van de aandrijfmotoren.

De kleppen worden meestal bediend door elektromagneten of ook pneumatisch (als de omgeving explosief is). Het uitvoerende motorblok bestaat eigenlijk uit cilinders met zuigers die in een rechte lijn draaien of bewegen - pneumatische cilinders die verschillen in bepaalde verplaatsingen, krachten en snelheden.

Elke motor heeft zijn eigen werkcyclus en de opeenvolging van cycli wordt strikt bepaald door het technologische proces en gecontroleerd door het overeenkomstige programma robot besturingssystemen… Het systeem voor het overbrengen van perslucht naar verschillende apparaten maakt gebruik van pneumatische aandrijvingen met verschillende secties, afhankelijk van de uit te voeren taak.

In principe ziet de overdracht en omzetting van energie in een pneumatische aandrijving er als volgt uit.De krachtbron drijft de compressor aan, die de lucht comprimeert. De perslucht wordt vervolgens via de besturingsapparatuur naar de pneumatische motor geleid, waar de energie wordt omgezet in mechanische energie (beweging van de zuiger, stang). Daarna wordt het werkgas afgevoerd naar de omgeving, dat wil zeggen dat het niet terugkeert naar de compressor.

De voordelen van pneumatische aandrijvingen kunnen nauwelijks worden overschat. In vergelijking met vloeistoffen is lucht beter samendrukbaar, minder dicht en stroperiger, meer vloeibaar. De viscositeit van lucht neemt toe met druk en temperatuur.

Maar aangezien lucht altijd een kleine hoeveelheid waterdamp bevat en geen smerende eigenschappen heeft, bestaat het risico van een schadelijk effect van condensatie op de werkoppervlakken van de kamers. Daarom hebben pneumatische aandrijvingen conditionering nodig, dat wil zeggen, ze krijgen vooraf dergelijke eigenschappen om de levensduur van de aandrijving waarin deze als werkomgeving wordt gebruikt, te verlengen.