Пнеуматски уређаји мехатронских система

Мобилне машине, роботи и разни мехатронички системи имају могућност померања или промене положаја својих делова захваљујући актуаторима. Правац кретања овог или оног дела система назива се степен слободе, а што више степени слободе има актуатор, већа је покретљивост машине, робота или актуатора.

У зависности од врсте погона, постиже се мање или више квалитативно спровођење интеракције машинских делова једни са другима, као и ефикасност и флексибилност његовог рада. Одабир типа актуатора је тежак задатак на који се у фази пројектовања система одлучују роботски инжењери и технолози.

Један од популарних типова дискова који се користе у мехатроничким системима — пнеуматски актуатор… Овде се као радни медијум користи гас, обично компримовани ваздух, чија енергија покреће механизам. Зато су пнеуматски актуатори јефтини, поуздани, лаки за постављање и руковање и безбедни од пожара.Нема трошкова за куповину и одлагање радног флуида (ваздуха).

Међутим, постоје неки недостаци, на пример, могуће смањење радног притиска услед цурења услед лоше заптивености цеви, што доводи до губитака снаге и брзине, као и компликација у позиционирању. Ипак, пнеуматски мотори, пнеуматски цилиндри и пнеуматски пнеуматски мотори данас се широко користе у роботима и мобилним машинама.

Хајде да погледамо типичан уређај пнеуматски погон… Пнеуматски погон као такав обавезно укључује компресор и ваздушни мотор. У овој комбинацији, систем може да конвертује механичке карактеристике погона према захтевима оптерећења.

Пнеуматски актуатори транслаторног кретања су двоположајни, када се кретање радног тела врши између два крајња положаја, као и вишепозициони, када се кретање врши у различитим положајима.

По принципу рада, пнеуматски актуатори могу бити једносмерног дејства (када опруга обезбеђује повратак у почетни положај) или двоструког дејства (поврат, као и радни покрет, производи се компримованим ваздухом). Пнеуматски линеарни актуатори се углавном деле на два типа: клипни и мембрански.

У пнеуматском клипном актуатору, клип се креће у цилиндру под дејством компримованог ваздуха или опруге (повратни ход за актуатор са једним дејством обезбеђује опруга).У пнеуматском мембранском актуатору, комора подељена дијафрагмом на две шупљине има на једној страни компримовани ваздух који притиска мембрану, а на другој страни је шипка причвршћена за мембрану и прима уздужну силу од мембране. Дакле, пнеуматски актуатор се успешно користи у цикличним системима управљања, на пример у манипулаторима са хоризонталним кретањем вретена.

Функционално, пнеуматски актуатор се може поделити на четири јединице: јединица за припрему ваздуха, јединица за дистрибуцију компримованог ваздуха, мотор актуатора и систем за пренос компримованог ваздуха до актуатора.

У јединици за климатизацију, ваздух се суши и чисти од прашине. Према програму, дистрибутивни блок отвара или затвара (уз помоћ вентила) довод компримованог ваздуха у шупљину погонских мотора.

Вентилима се обично управља помоћу електромагнета или такође пнеуматски (ако је околина експлозивна). Извршни блок мотора су заправо цилиндри са клиповима који се ротирају или крећу праволинијски - пнеуматски цилиндри који се разликују по датим помацима, силама и брзинама.

Сваки мотор има свој радни циклус, а редослед циклуса је стриктно одређен технолошким процесом и контролисан одговарајућим програмом системи управљања роботима… Систем за пренос компримованог ваздуха до различитих уређаја користи пнеуматске погоне са различитим секцијама, у складу са задатком.

У принципу, пренос и конверзија енергије у пнеуматском погону изгледа овако.Главни покретач покреће компресор, који компримира ваздух. Компримовани ваздух се затим преко контролне опреме доводи до пнеуматског мотора, где се његова енергија претвара у механичку енергију (кретање клипа, шипке). Након тога, радни гас се испушта у околину, односно не враћа се у компресор.

Предности пнеуматских погона тешко се могу прецијенити. У поређењу са течностима, ваздух је компресијији, мање густ и вискозан, течнији. Вискозност ваздуха расте са притиском и температуром.

Али пошто ваздух увек садржи малу количину водене паре и нема својства подмазивања, постоји ризик од штетног утицаја кондензације на радне површине комора. Због тога је пнеуматским погонима потребно кондиционирање, односно унапред им се дају таква својства да би се продужио век трајања погона у коме се користи као радно окружење.