Цель данной работы — представить схемотехническое решение автоматизированного пневмопривода (АПП) с внешним тормозным устройством. В качестве такого устройства выступает управляемый пневмомеханический тормоз, обеспечивающий сокращение длительности процесса позиционирования, повышение точности останова и надежную фиксацию механизма в заданных координатах. Использование экспериментально исследуемого привода с автоматизированным измерительным комплексом создает условия для осциллографирования процесса позиционирования в реальном времени и пространстве, а также обеспечивает достоверные результаты эксперимента. Авторами создан специальный стенд — модель предлагаемого привода, позволяющая исследовать влияние точности позиционирования предлагаемого привода при различных параметрах его функционирования. Установлены кинематические и силовые характеристики привода при автоматическом управлении потоком сжатого воздуха. В результате выявлено влияние скорости позиционирования и управляющего давления тормоза на точность привода. Сформулированы рекомендации для разработки реальных позиционных приводов повышенного быстродействия и точности позиционирования. Установлено, что при работе с настоящими позиционными приводами введение внешнего тормозного устройства — управляемого пневмомеханического тормоза повышает точность позиционирования в 1,25–2,25 раза.
позиционный пневмопривод, силовые характеристики, тормозное устройство, быстродействие, точность, скорость позиционирования, кинематические характеристики, внешнее тормозное устройство.
В условиях современных производств возрастают требования к быстродействию и точности позиционирования пневмопривода. Данную задачу решает автоматизированный пневмопривод с оригинальным датчиком перемещения и внешним тормозным устройством. Использование указанной конструкции позволяет заметно улучшить качество управления позиционным циклом.
Известно, что имеющие фиксированные структуры электропневматические позиционные приводы ограничены по мощности, точности и быстродействию. Это затрудняет их применение в условиях интенсификации технологических и рабочих процессов машин. При оценке эффективности рассматриваемого класса механизмов особые требования предъявляются к точности работы, быстродействию, устойчивости режимов функционирования. Главным образом учитываются такие параметры, как масса, скорость, координаты.
В качестве основных функциональных требований к позиционному пневмоприводу рассматриваются:
— регулирование и стабилизация скорости исполнительных движений;
— оптимальный режим перехода с ускоренных перемещений на рабочие;
— задание перемещений и их отработка с требуемой точностью в режиме установочных, вспомогательных и транспортных перемещений при изменяющихся нагрузках, скоростях;
— оптимальные рабочие процессы в заданном диапазоне силовых, кинематических и динамических параметров;
— фиксирование исполнительных механизмов в точке позиционирования для сохранения точности позиционирования при последующих внешних воздействиях на механизмы.
1. Taghizadeh, M. Modeling and identification of a solenoid valve for PWM control applications / M. Taghizadeh, A. Ghaffari, F. Najafi // Comptes Rendus Mécanique at ScienceDirect.com. — 2009. — Vol. 337. — P. 131–140.
2. Wang, J. Energy Optimal Control of Servo-Pneumatic Cylinders through Nonlinear Static Feedback Linearization / Jihong Wang, T. Gordon // Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. — 2012. — № 5. — Vol. 134. — P. 1–11.
3. Modelling and Controller Design of Electro-Pneumatic Actuator Based on PWM / Behrouz Najjari [et al.] // International Journal of Robotics and Automation. — 2012. — Vol. 1, № 3. — P. 125–136.
4. Falcão Carneiro, J. A high-accuracy trajectory following controller for pneumatic devices / J. Falcão Carneiro, F. Gomes de Almeida // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. — 2012. — № 61. — P. 253–267.
5. Camozzi. Большой каталог. Пневматическая аппаратура. Версия 8.5 / Camozzi spa. — Москва : Салта ЛТД, 2012. — C. 1070.
6. Дао Тхе Ань. Многопараметрический пневмомеханический датчик позиционных пневмоприводов [Электронный ресурс] / Дао Тхе Ань, В. С. Сидоренко, Д. Д. Дымочкин // Инженерный вестник Дона. — 2015. — № 2. — Режим доступа: http://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/3055 (дата обращения 15.06.15).
7. Дао Тхе Ань. Моделирование процессов позиционирования быстродействующего пневмопривода робота / Дао Тхе Ань, В. С. Сидоренко // Фундаментальные исследования. — 2015. — № 7, часть 2. — С. 285–292.
8. Dao The Anh. Dynamics of position fast robot with pneumatic drive of brake unit / Dao The Anh, V. S. Sidorenko, D. D. Dymochkin // Dynamics and vibroacoustics of machines : conference. — Samara, September 15–17, 2014. — Vol. 3. — P. 176–183.
9. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы планирования эксперимента / Н. Джонсон, Ф. Лион ; под ред. Э. К. Лецкого, Е. В. Марковой. — Москва : Мир, 1981. — 516 с.
10. Львовский, Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул / Е. Н. Львовский. — Москва : Высшая школа, 1988. — 239 с.
