Pneumatski uređaji mehatroničkih sustava

Mobilni strojevi, roboti i razni mehatronički sustavi imaju mogućnost pomicanja ili promjene položaja svojih dijelova zahvaljujući aktuatorima. Smjer kretanja ovog ili onog dijela sustava naziva se stupanj slobode, a što više stupnjeva slobode ima aktuator, veća je pokretljivost stroja, robota ili aktuatora.

Ovisno o vrsti pogona, postiže se više ili manje kvalitativna provedba međusobnog djelovanja dijelova stroja, kao i učinkovitost i fleksibilnost njegova rada. Odabir tipa aktuatora težak je zadatak o kojemu u fazi projektiranja sustava odlučuju robotički inženjeri i tehnolozi.

Jedna od popularnih vrsta korištenih pogona u mehatroničkim sustavima — pneumatski pokretač… Ovdje se kao radni medij koristi plin, obično komprimirani zrak, čija energija pokreće mehanizam. Zato su pneumatski aktuatori jeftini, pouzdani, jednostavni za postavljanje i rukovanje te su sigurni od požara.Nema troškova nabave i zbrinjavanja radnog fluida (zraka).

Međutim, postoje neki nedostaci, na primjer, moguće smanjenje radnog tlaka zbog curenja zbog loše nepropusnosti cijevi, što dovodi do gubitaka snage i brzine, kao i komplikacija u pozicioniranju. Ipak, pneumatski motori, pneumatski cilindri i pneumatski pneumatski motori danas se naširoko koriste u robotima i mobilnim strojevima.

Pogledajmo tipični uređaj pneumatski pogon… Pneumatski pogon kao takav nužno uključuje kompresor i zračni motor. U ovoj kombinaciji, sustav može pretvoriti mehaničke karakteristike pogona prema zahtjevima opterećenja.

Pneumatski pokretači translatornog kretanja su dvopoložajni, kada se kretanje radnog tijela odvija između dva krajnja položaja, kao i višepoložajni, kada se kretanje vrši u različitim položajima.

Prema principu rada pneumatski aktuatori mogu biti jednosmjerni (kada opruga omogućuje povratak u početni položaj) ili dvosmjerni (povratak, kao i radni pokret, ostvaruje se stlačenim zrakom). Pneumatski linearni aktuatori uglavnom se dijele na dvije vrste: klipne i dijafragmske.

U pneumatskom klipnom aktuatoru klip se kreće u cilindru pod djelovanjem komprimiranog zraka ili opruge (povratni hod kod jednoradnog aktuatora daje opruga).U pneumatskom membranskom aktuatoru, komora podijeljena dijafragmom u dvije šupljine ima s jedne strane komprimirani zrak koji pritišće dijafragmu, a s druge strane je šipka pričvršćena na membranu i prima uzdužnu silu od dijafragme. Dakle, pneumatski aktuator se uspješno koristi u cikličkim sustavima upravljanja, na primjer u manipulatorima s horizontalnim kretanjem stabla.

Funkcionalno, pneumatski aktuator se može podijeliti u četiri jedinice: jedinica za pripremu zraka, jedinica za distribuciju komprimiranog zraka, motor aktuatora i sustav prijenosa komprimiranog zraka do aktuatora.

U jedinici klima uređaja zrak se suši i čisti od prašine. Prema programu, razvodni blok otvara ili zatvara (uz pomoć ventila) dovod komprimiranog zraka u šupljinu pogonskih motora.

Ventilima se obično upravlja pomoću elektromagneta ili također pneumatski (ako je okolina eksplozivna). Izvršni blok motora zapravo su cilindri s klipovima koji rotiraju ili se pomiču pravocrtno - pneumatski cilindri koji se razlikuju po zadanim pomacima, silama i brzinama.

Svaki motor ima svoj ciklus rada, a redoslijed ciklusa je strogo određen tehnološkim procesom i kontroliran odgovarajućim programom. sustavi upravljanja robotima… Sustav za prijenos komprimiranog zraka do različitih uređaja koristi pneumatske pogone s različitim dijelovima, ovisno o zadatku.

U principu prijenos i pretvorba energije u pneumatskom pogonu izgleda ovako.Glavni pogon pokreće kompresor koji komprimira zrak. Komprimirani zrak se zatim preko upravljačke opreme dovodi do pneumatskog motora, gdje se njegova energija pretvara u mehaničku energiju (kretanje klipa, šipke). Nakon toga se radni plin ispušta u okolinu, odnosno ne vraća u kompresor.

Prednosti pneumatskih pogona teško se mogu precijeniti. U usporedbi s tekućinama, zrak je stlačiviji, manje gust i viskozan, tečniji. Viskoznost zraka raste s tlakom i temperaturom.

Ali budući da zrak uvijek sadrži malu količinu vodene pare i nema svojstva podmazivanja, postoji opasnost od štetnog utjecaja kondenzacije na radnim površinama komora. Stoga je pneumatskim pogonima potrebno kondicioniranje, odnosno unaprijed im se daju takva svojstva da produže radni vijek pogona u kojem se koriste kao radna okolina.