Pierwszenstwo: Opublikowano: 23.XII.1964 (P 106 749) 18. III. 1967 52746 KI. 10 o, 81/03 MKP B23 UKD Wlasciciel patentu: Deutsche Akademie der Wissenschaften zu Berlin, Berlin (Niemiecka Republika Demokratyczna) Pneumatyczny lub pneumatyczno-hydrauliczny uklad do sterowania maszyn, w szczególnosci obrabiarek Wynalazek dotyczy pneumatycznego lub pneu- matyczno-hydraulicznego ukladu do sterowania maszyn, w szczególnosci obrabiarek, za pomoca którego mozna realizowac sterowanie nadazne, programowane lub nadazno-programowane.W znanych ukladach sterowania pneumatyczne¬ go i pneumatyczno-hydraulicznego, nadaznego, pro¬ gramowanego lub nadazno-programowanego, prze¬ twarzanie sygnalu dokonuje sie przy cisnieniach p=2 do 10 kG/cm2.Dla szerokiego zakresu zastosowania tego rodzaju ukladów konieczny jest duzy naklad srodków technicznych. Dalsza wada tego rodzaju ukladów sterujacych jest to, ze zuzywaja znaczne ilosci po¬ wietrza i odznaczaja sie zla sprawnoscia oraz duzym szumem przy odpowietrzaniu. Duze obje¬ tosci wystepujace przy sprezaniu i rozprezaniu podczas przelaczania przy jednoczesnym intensyw¬ nym przetwarzaniu sygnalów, powoduja duze czasy przelaczania wzglednie przetwarzania sygnalów.Wielkosci aparatury oraz dotychczasowy sposób jej laczenia nie pozwalal na uzyskiwanie zespolów oszczednych objetosciowo.Znane sa pneumatyczne i pneumatyczno-hydra- uliczne uklady sterowania do sterowania nadaz¬ nego, programowanego i nadazno-programowanego, które przetwarzaja sygnaly na przyklad przy ci¬ snieniach p = 1 kG/cm2 i skladaja sie z podzespo¬ lów techniki analogowej, polaczonych miedzy soba za pomoca wezy i rur. Powstaja w ten sposób 10 uklady sterujace zajmujace znaczna przestrzen.Przy takiej konstrukcji powstaja urzadzenia o szko¬ dliwie duzej objetosci, powodujace duze czasy laczenia. Tego rodzaju uklady nadaja sie do za¬ stosowania w pneumatycznych maszynach cyfro¬ wych, pneumatycznych ukladach regulacyjnych itp., gdzie wystepuja duze czasy laczenia i regulacji.Nie nadaja sie one natomiast do ukladów stero¬ wania, o krótkich czasach przetwarzania sygna¬ lów.Wynalazek stawia sobie za zadanie stworzenie ukladu sterowania pneumatycznego lub pneuma¬ tyczno-hydraulicznego do sterowania maszyn, w szczególnosci obrabiarek, pomoca których mozna 15 przeprowadzic sterowanie nadazne, programowane, lub nadazno-programowane przy krótkich czasach przetwarzania sygnalów, oraz przy zmniejszeniu objetosci calosci ukladu. Uklad sterowania sklada sie z kombinacji pneumatycznych logicznych ele- 20 mentów pracujacych w zakresie cisnien p=0 do 1 kG/cm2, które polaczone sa z pneumatyczno- hydraulicznymi lub hydraulicznymi glównymi ele¬ mentami sterujacymi. Sygnaly wejsciowe wytwa¬ rzane sa przez róznorodne nadajniki programowe 25 na przyklad dla dróg, predkosci kierunków, sil itp., za pomoca wylaczników pneumatycznych, bezsty- kowych lub krancowych. Przetwarzane sa one w pneumatycznych elementach laczeniowych i kie¬ rowane do wzmacniaczy lub elementów nastaw- 80 czych. Elementy te oddzialywuja bezposrednio na 527463 odbiornik lub poruszaja pneumatyczne wzglednie hydrauliczne napedy duzej mocy za pomoca do¬ datkowych pneumatycznych lub hydraulicznych elementów sterujacych, pracujacych w zakresie cisnien pl kG/cm*.W celu unikniecia szkodliwie duzych objetosci, elementy konstrukcyjne polaczone sa ze soba za pomoca plyt polaczeniowych zajmujacych niewiel¬ ka objetosc tak, ze mozna uzyskiwac bardzo krót¬ kie czasy przetwarzania sygnalów wzglednie ich przelaczenia. Umozliwia to zastosowanie ukladu wedlug wynalazku, przy konstrukcjach maszyn, w szczególnosci obrabiarek.Wedlug wynalazku postawione zadanie zostalo rozwiazane w ten sposób, ze uklad sterujacy skla¬ da sie z kombinacji laczników do wytwarzania impulsów cisnieniowych, a takze z pneumatycz¬ nych elementów logicznych oraz z pneumatycznych wzglednie pneumatyczno-hydraulicznych wzmac¬ niaczy i jednostek nastawczych, przy czym elemen¬ ty logiczne polaczone sa ze soba za pomoca jed¬ nej lub wielu plyt polaczeniowych, natomiast wzmacniacze i jednostki nastawcze skladaja sie z zaworów wielodrogowych, przy czym jednost¬ ki nastawcze przystosowane sa do ruchów pro¬ stoliniowych i obrotowych, a wzmacniacze i czlony nastawcze znajduja sie na wyjsciu ukladu stero¬ wania lub tez wysferowuja hydrauliczne i pneu¬ matyczne czlony wyjsciowe.Do doprowadzania i odprowadzania sygnalów elektrycznych lub hydraulicznych w ukladzie moga byc wlaczone dodatkowe zespoly przetwarzajace.Wynalazek zostanie objasniony na podstawie przykladu wykonania uwidocznionego na rysunku.Na fig. 1 i 2 przedstawiono uproszczona konstruk¬ cje ukladu sterujacego.Cale urzadzenie sklada sie ze znanego hydra¬ ulicznego lub pneumatycznego napedu 1, sterowa¬ nego przez hydrauliczne lub pneumatyczne czlony wyjsciowe 2. Czlony 2 uruchamiane sa przez pne¬ umatyczne lub pneumatyczno-hydrauliczne wzmac¬ niacze i jednostki nastawcze 3. Przetwarzanie sy¬ gnalu wykonuje jednostka sterujaca 8, zbudowana z pneumatycznych elementów logicznych. Na fig. 1 i 2 jednostka 8 przedstawiona jest w znacznym powiekszeniu w porównaniu do innych elementów.Podzespoly jednostki sterujacej wykonane sa w technice miniaturowej. Cala jednostka jest bar¬ dzo mala. Sygnaly przenoszone sa do jednostki ste¬ rujacej 8 bezposrednio przez przelaczniki 7 lub przez mechaniczno-pneumatyczny mechanizm za¬ dajnika 6 i dodatkowe laczniki 9.Wyjscia jednostki 8 sa dolaczone do wzmacnia¬ czy i jednostek nastawczych 3, skladajacych sie z zaworów wielodrogowych 5 i czlonów nastaw¬ czych 4. Dla zapewnienia doprowadzania i odpro¬ wadzania sygnalów elektrycznych lub hydraulicz¬ nych, w jednostce sterujacej 8 umieszczone sa dodatkowe zespoly przetwarzajace 12. Jednostka 8 sklada sie z elementów logicznych 10, polaczonych ze soba jedna lub wieloma plytami polaczeniowy¬ mi 11. Przy sterowaniach programowanych urza¬ dzenie moze byc sterowane automatycznie z za¬ dajnika programu 6.Elementy 7, 8, i 3 wzglednie 6 i 9 zastepuja 58746 4 znane uklady sterowania elektrycznego ukladami pneumatycznymi. Opisane urzadzenie umozliwia uzyskanie znacznie krótszych czasów laczenia od tych jakie mozna bylo uzyskac przy znanych do- 5 tychczas ukladach sterowania pneumatycznego.Sposób pracy urzadzenia jest nastepujacy. Sanie obrabiarki wzglednie czesci maszyny 13 poruszane hydraulicznym wzglednie pneumatycznym nape¬ dem 1, najezdzaja swymi zderzakami 14, wedlug io wyboru, na pneumatyczny zestyk krancowy 7 lub bezstykowy wylacznik krancowy 9, których na¬ rastajace lub zanikajace impulsy cisnieniowe do¬ prowadzane sa przewodami do jednostki sterujacej 8 lub doprowadzane sa bezposrednio do czlonu u nastawczego 15 mechaniczno-pneumatycznego za¬ dajnika programu 6. Beben programujacy 17 obra¬ cany za pomoca mechanizmu nastawczego 16 za¬ dajnika programu 6 uruchamia swymi wymienial¬ nymi kulkami lub pretami 18, pneumatyczne wy- 20 laczniki krancowe 20 ustawione szeregowo, któ¬ rych sygnaly cisnieniowe doprowadzane sa prze¬ wodami 55 do jednostki 8, wzglednie bezposrednio do jednostek wzmacniajaco-nastawczyeh 3. Zadaj- nik programu moze byc równiez wykonany jako 25 urzadzenie do odczytywania perforowanej tasmy z bezstykowym analizowaniem. Wylacznik kran¬ cowy 9 uruchomiony za pomoca cylindra posuwu 19 wysyla sygnal narastania cisnienia przez prze¬ wód 56 do jednostki 8, w której sygnal ten jest 80 przetwarzany w pneumatycznych elementach lo¬ gicznych 10. Pneumatyczne elementy logiczne 10 wykonane w postaci czlonów typu „i", „lub" oraz czlonów magazynujacych i przetwarzajacych, po¬ laczone sa przez uszczelnienia 21 oraz liczne plyty 85 polaczeniowe 11 za pomoca otworów wzdluznych, poprzecznych i pionowych.Urzadzenie to umozliwia uzyskiwanie krótkich czasów przetwarzania sygnalów, gdyz drogi pola¬ czeniowe miedzy poszczególnymi elementami sa 40 bardzo krótkie.Jednostka sterujaca posiada plyty przylaczenio¬ we 22, których przylacza 23 moga sluzyc do wpro¬ wadzania i wyprowadzania sygnalów.Przylacza 24 przy elemencie przylaczeniowym 25 45 rozgalazia sie wewnatrz kombinacji plyt polaczenio¬ wych jako pomocnicze przylacze powietrzne dla elementów logicznych 10.Element 26 (fig. 2) wykonany jest jako podze¬ spól „lub" i posiada liczne, równolegle umieszczo¬ ne elementy typu „lub" z wejsciem 28, 29 i wyj¬ sciem 30. Jezeli na wejscie 28 dziala sygnal to ruchoma osiowo tarcza 71 blokuje wejscie 29, a sygnal przechodzi przez wyjscie 30 i przez uklad plyt polaczeniowych, do innych odpowiednio prze¬ laczonych elementów logicznych.Element 31 wykonany jest jako przekaznik dwu- membranowy, który przy odpowiednim przelacze¬ niu moze dzialac jako negator, czlonu typu „tak" 60 lub typu „i". Przekaznik dwumembranowy zawie¬ ra cztery przylacza 31, 33, 34, 35 od strony ukladu plyt polaczeniowych oraz jedno przylacze odpo¬ wietrzajace 36.Poruszany osiowo uklad dwóch membran 37, es odpowiednio do zasilania komór 38, 39 i 40, usta- 50 5552746 wia sie tak, ze na wyjsciu 33 pojawia sie sygnal O lum L.Element 41 wykonany jest jako uklad magazy¬ nujacy i sklada sie z dwóch elementów 42 i 43 typu „lub" oraz z dwóch przekazników dwumem- branowych 44, 45. Element 12 wykonany jest jako pneumatyczno-elektryczny czlon przetwarzajacy, w którym suw ukladu dwumembranowego 37 zo¬ stal wykorzystany do otwierania i zamykania elek¬ trycznego zestyku 46.Pneumatyczne sygnaly wyjsciowe z jednostki sterujacej 8 przez przewody 48, 49, 50 doprowadza¬ ne sa do jednostek wzmacniajaco-nastawczyeh 3.Jednostka 3 sklada sie z wielodrogowych zaworów 5 uruchamianych pneumatycznie za posrednictwem membran, które to zawory oddzialywuja bezpo¬ srednio na czlon nastawczy 4 przelaczajacy tlok zaworu 53.Zawory wyjsciowych zespolów hydraulicznych 2 oddzialywuja na przyklad przez przewody 57, 58 na silnik hydrauliczny 1, który trzpieniem 54 na¬ pedza sanie obrabiarki 13, na których znajduja sie zderzaki 14, dzialajace na wylacznik kranco¬ wy 7 lub przez przewody 59, 60 napedzaja cylin¬ der posuwu 19 dzialajacy na bezstykowy wylacz¬ nik krancowy 9.Zespoly wyjsciowe 2 wykonane sa jako suwaki trójpolozeniowe tak, ze silnik hydrauliczny ma mozliwosc biegu na prawo lub w lewo oraz moze byc w spoczynku.Pneumatyczne elementy logiczne sa niewielkie, a wskutek oparcia konstrukcji ukladu na kombi¬ nacji plyt polaczeniowych jednostka sterujaca 8 ma niewielkie wymiary. Wymiana elementów lo¬ gicznych 10, mozliwa jest bez odlaczania przylaczy tak, ze mozna je wykonac w krótkim czasie. Prze¬ twarzanie sygnalów nastepuje przy nadcisnieniu wynoszacym 1 kG/cm2 i takim wlasnie cisnieniem obciazone sa membranowe jednostki nastawcze 70 zaworów wielodrogowych.Czlony nastawcze 56 znajduja sie pod cisnieniem równym 6 kG/cm*. Rozstrzygajacym o korzysciach jest to, ze przetwarzanie sygnalów dokonuje sie calkowicie za pomoca sygnalów niewielkiej mocy oraz to, ze pneumatyczne lub hydrauliczne czlony wyjsciowe wzglednie elementy sterujace, wlaczane sa podczas procesu sterowania przez jednostke wzmacniajaco — nastawcza bez potrzeby wzmac¬ niania posredniego.Pompa hydrauliczna 69, wytwarza strumien oleju pod cisnieniem, który doprowadzany jest do ele¬ mentów sterujacych przez przewód cisnieniowy 68.Nie zuzyty olej odplywa przez zawór przelewo¬ wy 67. Warunkiem krótkich czasów przetwarzania sygnalów calej jednostki sterujacej 8 zbudowanej z elementów logicznych 10, poza ukladem opartym na plytach polaczeniowych 11, jest takze odpo¬ wiednie wykonanie konstrukcyjne elementów lo¬ gicznych 10. 15 80 PL