RO110887B1 - Modul de rotație incrementală în circuit mecanic închis - Google Patents

Abstract

Invenția se referă la un modul de rotație incrementală, acționat și comandat electric, în circuit mecanic închis, destinat acționărilor mașinilor-unelte automate, manipulatoarelor și roboților industriali etc. Modulul este alcătuit dintrun motor electric (1) pas-cu-pas, care furnizează un semnal de intrare, unui braț port-satelit (2), al unui mecanism diferențial planetar (A) care, printr-o roată dințată, centrală (5), antrenează un cursor (8) al unui reostat circular (9), ce alimentează un motor electric de acționare (10), de mare putere. Arborele de ieșire (11) al motorului de acționare (10) este solidar cu un pinion (12) care angrenează cu o coroană dințată exterioară (b) a unei roți dințate duble (4), aparținând mecanismului diferențial planetar (A), asigurându-se o reacție inversă.

Description

110887 1

Invenţia se referă la un modul de rotaţie incrementală, acţionat şi comandat electric, în circuit mecanic închis, destinat diverselor acţionări în construcţia maşinilor-unelte automate, a roboţilor industriali şi manipulatoarelor şi în alte domenii în care este necesară o mişcare de rotaţie incrementală. în scopul furnizării unei mişcări de rotaţie controlabile, este cunoscută o unitate electro-mecanică ce cuprinde un motor electric de acţionare de curent continuu, cu turaţie reglabilă, comandat de un motor electric pilot. Arborele motorului de acţionare este cuplat cu un tahogenerator, conectat la un bloc redresor legat la bornele unui reostat rotativ, cuplat la un regulator-amplificator, a cărui tensiune de ieşire alimentează motorul de acţionare. Cursorul reostatului este legat la borna unui al doilea reostat alimentat de un al doilea bloc redresor. Axele celor două cursoare sunt cuplate între ele cu ajutorul unui pinion solidar cu unul din axe şi care angrenează cu un sector dinţat, fixat cu centrul său pe axul celui de al doilea reostat. Mişcarea de rotaţie a arborelui motorului pilot este preluată printr-un tren de roţi dinţate, dintre care ultima roată dinţată este solidară cu sectorul dinţat.

Invenţia rezolvă problema transformării mişcării de rotaţie, programată, a unui motor electric pas-cu-pas de mică putere, într-o mişcare de rotaţie a unui element de comandă, de mare putere.

Modulul de rotaţie incrementală în circuit mecanic închis, conform invenţiei, este prevăzut cu un mecanism diferenţial planeta,r având braţul port-satelit cuplat cu arborele motorului pas-cu-pas, iar roata dinţată centrală cuplată printr-un braţ rotativ cu cursorul reostatului circular, o roată dinţată dublă, prevăzută cu o coroană exterioară, fiind angrenată cu un pinion fixat pe arborele motorului electric de acţionare de mare putere.

Prin aplicarea invenţiei se obţin următoarele avantaje: - creşterea preciziei de poziţionare unghiulară a dispozitivului de lucru al 2 maşinii-unelte, manipulatorului sau robotului industrial: - asigurarea obţinerii unui cuplu de valoare ridicată la arborele de ieşire, chiar la turaţii reduse ale motorului electric de acţionare: - construcţia simplă şi fiabilitate ridicată; - eliminarea traductorului de poziţie, rolul acestuia fiind preluat de motorul electric pas-cu-pas.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenţiei în legătură şi cu fig. 1 şi 2, care reprezintă: - fig. 1, schema cinematică a modulului de rotaţie incrementală; - fig.2, schema bloc a modulului de rotaţie.

Modulul de rotaţie incrementală, conform invenţiei, este alcătuit dintr-un motor electric 1, pas-cu-pas, al cărui arbore este cuplat cu un braţ port-satelit 2 al unui mecanism diferenţial planetar A. Pe braţul port-satelit 2 este lăgăruit un pinion-satelit 3 aflat în angrenare cu o coroană dinţată interioară a de pe o roată dinţată dublă 4, prevăzută şi cu o dantură exterioară b. Pinionul-satelit 3 se află în angrenare, în acelaşi timp, şi cu o roată dinţată centrală 5, coaxială cu roata dinţată dublă 4 şi fixată pe un arbore 6 care este solidar cu un braţ rotativ 7 ce susţine un cursor 8 care se roteşte pe periferia unui reostat circular 9, al unui bloc distribuitor B. Blocul distribuitor B este conectat la o sursă C de tensiune continuă, care asigură alimentarea cu tensiuni cuprinse, de exemplu între O şi 12 V, sau O şi 24 V, a unui motor electric de acţionare 10, de curent continuu, de mare putere. Un arbore de ieşire 11 al motorului electric de acţionare 10 este solidar cu un pinion 12, aflat în angrenare cu coroana dinţata exterioară b a roţii dinţate duble 4, cu care formează un mecanism de reacţie inversă D. Mişcarea de rotaţie incrementală, într-un sens sau în celălalt, se culege de pe arborele de ieşire 11 al motorului electric de acţionare 10.

Modulul de rotaţie incrementală 110887 3 funcţionează în felul următor: în repaus, motorul electric de acţionare 10 este nelimitat şi, drept urmare, pinionul 12 şi roata dinţată dublă 4 sunt imobilizate. în momentul în care motorul electric 1, pas-cu-pas, primeşte o comandă programabilă, respectiv un anumit număr de impulsuri electrice, el se roteşte într-un anume sens cu o mărime unghiulară, prestabilită. Această mişcare se transmite, prin braţul port-satelit 2, pinionului satelit 3 al mecanismului diferenţial planetar A care începe să se rostogolească pe coroana dinţată interioară a a roţii dinţate duble 4 şi antrenează în mişcare de rotaţie, cu un anumit unghi, roata dinţată centrală 5

Roata dinţată centrală 5, prin arborele 6, transmite mişcarea braţului rotativ 7 care roteşte cursorul 8 pe reostatul circular 9, determinând alimentarea cu tensiune crescătoare a motorului electric de acţionare 10, care se va roti într-un sens bine determinat. Mişcarea de rotaţie a arborelui de ieşire 11 al motorului electric de acţionare 10 este preluată de pinionul 12 care, prin coroana dinţată exterioară b a roţii dinţate duble 4, asigură reacţia inversă.

Din acest moment se iniţiază etapa de sincronizare. în care ambele motoare funcţionează: motorul electric 1, pas-cu-pas, se roteşte cu viteza unghiulară proprie, iar motorul electric de acţionare 10 se roteşte cu o viteză corespunzătoare poziţiei cursorului 8 pe reostatul circular 9. întrucât există şi o diferenţă, în valoare absolută, între vitezele de rotaţie ale motoarelor electrice 1 şi 10 se produce, în continuare, rotirea roţii dinţate centrale 5 împreună cu braţul rotativ 7 şi cursorul 8, în sensul vitezei celei mai mari, respectiv în sensul de rotaţie al motorului electric 1, pas-cu-pas, fapt care determină blocul distribuitor B să furnizeze motorului electric de acţionare 10, succesiv, tensiuni crescătoare, până în momentul în care dispare diferenţa în valoare 4 absolută dintre vitezele unghiulare ale celor două motoare electrice 1 şi 10. în acest moment, încetează rotaţia roţii dinţate centrale 5 şi a braţului rotativ 7 şi se produce sincronizarea propriu-zisă a celor două motoare electrice 1 şi 10. în această etapă a funcţionării, datorită mecanismului diferenţial planetar A se produce însumarea algebrică a semnalului de intrare furnizat de motorul electric 1, pas-cu-pas şi a mişcării de rotaţie a roţii dinţate centrale 5. în continuare, după efectuarea numărului programat de paşi, motorul electric 1, pas-cu-pas, se opreşte, iar motorul electric de acţionare 10 continuă să se rotească datorită alimentării sale cu tensiunea corespunzătoare ultimei poziţii a cursorului 8 pe reostatul circular 9.

Din acest moment, începe etapa de oprire caracterizată prin faptul că mecanismul diferenţial planetar A se transformă într-un mecanism elementar cu un grad de mobilitate la care, de această dată, semnalul de intrare se aplică roţii dinţate duble 4, prin intermediul mecanismului de reacţie inversă D, care preia mişcarea de rotaţie a arborelui de ieşire 11 al motorului electric de acţionare 10, braţul port-satelit 2 fiind, în acest moment, imobilizat. în consecinţă, braţul rotativ 7 şi cursorul 8, primesc un semnal de ieşire, prin intermediul roţii dinţate centrale 5 antrenată în sens invers de către pinionul-satelit 3 care, în această etapă, se roteşte liber pe braţul port-satelit 2, fiind antrenat de coroana dinţată interioară a a roţii dinţate duble 4.

Cursorul 8 revine către poziţia iniţială, comandând prin reostatul circular 9, scăderea tensiunii de alimentare a motorului electric de acţionare 10. Are loc astfel, autoînchiderea motorului electric de acţionare 10, odată cu revenirea cursorului 8 în poziţia de "zero", urmată de întreruperea alimentării motorului electric de acţionare 10.

Funcţionarea modulului de rotaţie

Claims (5)

110887 5 6 se desfăşoară după schema logică din tabelul care urmează. Etapa de funcţionare Motor electric 1, pas-cu-pas Motor electric de acţionare 10 1 Repaus Q 0

2 Demarare 1 0

3 Sincronizare 1 1

4 Oprire 0 1

5 Repaus 0 0 Revendicare 15 Modul de rotatie incrementală în I circuit mecanic închis, ce cuprinde un motor electric de acţionare, de mare putere, comandat de un motor electric 20 pilot şi alimentat de o sursă de tensiune continuă printr-un reostat circular cu cursor, caracterizat prin aceea că este prevăzut cu un mecanism diferenţial planetar (A), având braţul port-satelit (2) cuplat cu arborele motorului pas-cu-pas CU iar roata dinţată centrală (5) cuplată printrnjn braţ rotativ (7) cu cursorul (8) reostatului circular (B). o roată dinţată dublă (4), prevăzută cu o coroană exterioară (b). fiind angrenată cu un pinion (12) fixat pe arborele (11) motorului electric de acţionare (10) de mare putere. Preşedintele comisiei de examinare: ing. Vasilescu Ion Examinator: ing. Gurzău loan