מכשירים פנאומטיים של מערכות מכטרוניות
למכונות ניידות, רובוטים ומערכות מכטרוניות שונות יש את היכולת להזיז או לשנות את מיקום החלקים שלהם הודות למפעילים. כיוון התנועה של חלק זה או אחר של המערכת נקרא דרגת חופש, וככל שיש למפעיל יותר דרגות חופש, כך גדלה הניידות של המכונה, הרובוט או המפעיל.
בהתאם לסוג הכונן, מושגת יישום איכותי פחות או יותר של האינטראקציה של חלקי המכונה זה עם זה, כמו גם היעילות והגמישות של פעולתה. בחירת סוג המפעיל היא משימה קשה המוחלטת בשלב תכנון המערכת על ידי מהנדסים רובוטיים וטכנולוגים.
אחד מסוגי הכוננים הפופולריים בשימוש במערכות מכטרוניות — מפעיל פנאומטי... כאן גז משמש כמדיום עבודה, בדרך כלל אוויר דחוס, שהאנרגיה שלו מניעה את המנגנון. לכן מפעילים פנאומטיים הם זולים, אמינים, קלים להתקנה ותפעול ובטיחותי אש.אין עלות לרכישה והשלכה של נוזל העבודה (אוויר).
עם זאת, ישנם כמה חסרונות, למשל, ירידה אפשרית בלחץ העבודה עקב דליפה עקב אטימות לקויה של הצינורות, מה שמוביל לאובדן כוח ומהירות, כמו גם סיבוכים במיקום. עם זאת, מנועים פניאומטיים, צילינדרים פניאומטיים ומנועים פניאומטיים פניאומטיים נמצאים בשימוש נרחב כיום ברובוטים ובמכונות ניידות.
בואו נסתכל על מכשיר טיפוסי הנעה פניאומטית... הנעה פניאומטית ככזו כוללת בהכרח מדחס ומנוע אוויר. בשילוב זה, המערכת יכולה להמיר את המאפיינים המכניים של הכונן בהתאם לדרישות העומס.
מפעילים פנאומטיים של תנועה טרנסלציונית הם דו-מצביים, כאשר תנועת הגוף העובד מתבצעת בין שני עמדות קצה, כמו גם רב-מצביות, כאשר התנועה מתבצעת בתנוחות שונות.
על פי עקרון הפעולה, מפעילים פנאומטיים יכולים להיות חד-פעמיים (כאשר הקפיץ מספק חזרה למצב ההתחלה) או כפול-פעולה (החזרה, כמו תנועת העבודה, מיוצר על ידי אוויר דחוס). מפעילים ליניאריים פניאומטיים מחולקים בעיקר לשני סוגים: בוכנה וסרעפת.
במפעיל בוכנה פניאומטי, הבוכנה נעה בצילינדר תחת פעולת אוויר דחוס או קפיץ (מהלך החזרה של מפעיל חד פעמי מסופק על ידי קפיץ).במפעיל דיאפרגמה פנאומטי, תא המחולק על ידי דיאפרגמה לשני חללים יש בצד אחד אוויר דחוס הלוחץ על הסרעפת, ובצד השני מוצמד מוט לסרעפת ומקבל כוח אורך מהסרעפת. לפיכך, המפעיל הפנאומטי משמש בהצלחה במערכות בקרה מחזוריות, למשל במניפולטורים עם תנועת גזע אופקית.
מבחינה פונקציונלית, ניתן לחלק את המפעיל הפנאומטי לארבע יחידות: יחידת הכנת האוויר, יחידת חלוקת האוויר הדחוס, מנוע המפעיל ומערכת העברת האוויר הדחוס למפעילים.
ביחידת מיזוג האוויר מייבשים ומנקים מאבק. על פי התוכנית, בלוק החלוקה פותח או סוגר (בעזרת שסתומים) את אספקת האוויר הדחוס לחלל מנועי ההינע.
השסתומים מופעלים לרוב על ידי אלקטרומגנטים או גם פנאומטית (אם הסביבה נפיצה). בלוק המנוע המנהלי הוא למעשה צילינדרים עם בוכנות שמסתובבות או נעות בקו ישר - צילינדרים פנאומטיים שונים בתזוזות נתונות, בכוחות ובמהירויות.
לכל מנוע יש מחזור עבודה משלו, ורצף המחזורים נקבע בקפדנות על ידי התהליך הטכנולוגי ונשלט על ידי התוכנית המתאימה מערכות בקרת רובוטים... המערכת להעברת אוויר דחוס למכשירים שונים משתמשת בכוננים פנאומטיים עם חלקים שונים, בהתאם למשימה העומדת על הפרק.
באופן עקרוני, העברת האנרגיה והמרת האנרגיה בהנעה פניאומטית נראית כך.המניע העיקרי מניע את המדחס, שדוחס את האוויר. לאחר מכן, האוויר הדחוס מוזרם דרך ציוד הבקרה אל המנוע הפנאומטי, שם האנרגיה שלו מומרת לאנרגיה מכנית (תנועת הבוכנה, המוט). לאחר מכן, גז העבודה משוחרר לסביבה, כלומר אינו חוזר למדחס.
בקושי ניתן להפריז ביתרונות של כוננים פנאומטיים. בהשוואה לנוזלים, האוויר דחוס יותר, פחות צפוף וצמיג, יותר נוזלי. צמיגות האוויר עולה עם הלחץ והטמפרטורה.
אבל מכיוון שאוויר תמיד מכיל כמות קטנה של אדי מים ואין לו תכונות סיכה, קיים סיכון להשפעה מזיקה של עיבוי על משטחי העבודה של החדרים. לכן, כוננים פנאומטיים צריכים מיזוג, כלומר, הם מקבלים תכונות כאלה מראש כדי להאריך את חיי השירות של הכונן שבו הוא משמש כסביבת עבודה.