Система управления устройством очистки поверхностей сложной формы гранулами диоксида углерода

Полезная модель относится к области систем управления, а именно к системам управления очисткой поверхностей с помощью гранул диоксида углерода (сухой лед). По сравнению с известными устройствами дополнительно контролируется перпендикулярность оси сопла относительно очищаемой поверхности. В случае, если поверхность обрабатываемой детали относительно сопла неперпендикулярна и выходные сигналы первого и второго датчиков расстояния различаются, двигатель изменяет угол отклонения сопла таким образом, чтобы обеспечить перпендикулярность между соплом и очищаемой поверхностью и тем самым обеспечить максимальную производительность и эффективность процесса очистки поверхности.

Полезная модель относится к области систем управления, а именно к системам управления очисткой поверхностей с помощью гранул диоксида углерода (сухой лед).

Известна система для очистки поверхностей гранулами диоксида углерода (сухого льда) (см. патент РФ 2343066, опубл. 10.01.2009), состоящая из насадки с направляющим соплом, установленной на трехкоординатном манипуляторе. Сопло связано гибким пневмопроводом с дозатором гранул, содержащим регулятор расхода, подключенный к выходу программатора. Датчики степени загрязнения, т.е. параметров очищаемой поверхности, например микрогеометрии, оптического отражения, массы, установлены на трехкоординатном манипуляторе и подключены ко входу программатора.

Применяемая система обладает недостатком: во время работы устройства не обеспечивается постоянство зазора между соплом и очищаемой поверхностью. При величине зазора больше оптимального снижается кинетическая энергия потока, вследствие чего снижается качество очистки; величине зазора меньше оптимального уменьшается диаметр пятна воздействия, вследствие чего возрастает время, затрачиваемое на обработку и возникает перерасход гранул сухого льда.

Наиболее близким техническим решением является система, осуществляющая подачу гранул диоксида углерода в импульсном режиме в струе несущего газа под избыточным давлением на обрабатываемую поверхность (см. патент РФ 93726, опубл. 10.05.2010). Система состоит из сопла с насадкой, установленного на трехкоординатном манипуляторе, связанного гибким пневмопроводом с дозатором гранул, источником избыточного давления, снабженных регуляторами расхода, соединенными управляющими связями с программатором, к которому подключены датчики степени загрязнения, дополнительно установлен датчик позиционирования, двухпороговый компаратор и усилитель мощности, таким образом, что датчик соединен со входом компаратора, выход которого подключен через усилитель мощности ко входу трехкоординатного манипулятора.

Применяемая система обладает недостатком: система в силу своих конструктивных особенностей не может обрабатывать изделия сложной формы, вследствие чего возникает необходимость доочистки изделий вручную, что приводит к увеличению временных затрат на обработку деталей, а также к повышенному расходу гранул сухого льда.

Цели полезной модели:

- повышение качества очистки;

- сокращение времени на очистку;

- сокращение расхода гранул.

Поставленные цели достигаются тем, что устройство для очистки поверхностей сложной формы гранулами диоксида углерода, содержащее сопло и насадку, установленные на трехкоординатном манипуляторе и связанные гибким пневмопроводом с дозатором гранул, первый датчик расстояния и блок управления, к которому подключен датчик степени загрязнения, дополнительно снабжено вторым датчиком расстояния, первым и вторым двигателями, управляемыми первым и вторым приводами, соответственно первым и вторым датчиками положениями и поворотным столом для закрепления на нем очищаемой детали, при этом сопло соединено с насадкой гофрированным рукавом и закреплено с помощью шарнирного соединения, обеспечивающего поворот сопла относительно очищаемой детали посредством первого двигателя, при этом первый датчик положения выполнен с возможностью контроля угла поворота первого двигателя, второй двигатель выполнен с возможностью задания скорости вращения поворотного стола, второй датчик положения выполнен с возможностью контроля скорости вращения поворотного стола, при этом первый и второй датчики положения, первый и второй датчики расстояния подключены к входам блока управления, к выходам которого подключены первый и второй приводы и трехкординатный манипулятор, причем первый и второй датчики расстояния закреплены симметрично с двух сторон относительно сопла.

На фиг.1 изображен внешний вид системы, на фиг.2 показан внешний вид сопла с датчиками расстояния и гофрированным рукавом.

Структурная схема устройства показана на фиг.3.

Рассмотренная система содержит направляющую насадку Н, закрепленную на трехкоординатном манипуляторе ТКМ, соединенную гофрированным рукавом ГР с соплом С, закрепленной посредством шарнирного соединения ШС. Сопло С может совершать вращательное движение вокруг оси шарнира с помощью электродвигателя M1, управляемого приводом ПР1, угол поворота насадки определяется датчиком положения ДП1. Насадка Н связана гибким пневмопроводом ПП с дозатором гранул ДГ. Вблизи крайнего среза сопла установлены датчики расстояния ДР1 и ДР2, закрепленные симметрично относительно направляющего сопла, непосредственно на сопле С датчик степени загрязнения ДСЗ. Датчики подключены ко входу блока управления БУ.

Перемещение насадки с соплом осуществляется трехкоординатным манипулятором, подключенным к выходу блока управления БУ.

Поворотный стол ПС приводится во вращение двигателем М2, управляемым приводом ПР2, подключенным к выходу блока управления БУ. Скорость вращения поворотного стола ПС считывается вторым датчиком положения ДП2, закрепленным на оси двигателя и подключенным ко входу блока управления БУ, при этом скорость вращения поворотного стола ПС определяется выходным сигналом датчика степени загрязнения ДСЗ, а также зависит от величины разности показаний датчиков расстояния ДР1 и ДР2, симметричность расположения которых относительно сопла позволяет отслеживать изменение траектории профиля обрабатываемой детали ОД.

В случае, если поверхность обрабатываемой детали относительно сопла неперпендикулярна и выходные сигналы первого и второго датчиков расстояния ДР1 и ДР2 различаются, то первый двигатель M1 изменяет угол между соплом и насадкой таким образом, чтобы обеспечить перпендикулярность между соплом и очищаемой поверхностью и тем самым обеспечить максимальную производительность и эффективность процесса очистки поверхности.

Внедрение предложенного устройства позволит сократить временные затраты на обработку поверхностей, повысит качество очистки, позволит сократить расход гранул, затрачиваемых на очистку.

Система управления устройством очистки поверхностей сложной формы гранулами диоксида углерода, состоящая из сопла и насадки, установленных на трехкоординатном манипуляторе, связанных гибким пневмопроводом с дозатором гранул, блока управления, к которому подключены датчик степени загрязнения и первый датчик расстояния, отличающаяся тем, что дополнительно введены второй датчик расстояния, сопло соединено с насадкой гофрированным рукавом и закреплено с помощью шарнирного соединения, обеспечивающего поворот сопла относительно обрабатываемой поверхности посредством первого двигателя, управляемого первым приводом, при этом угол поворота первого двигателя контролируется первым датчиком положения, очищаемая деталь крепится на поворотном столе, скорость вращения которого задается вторым двигателем, управляемым вторым приводом, и контролируется вторым датчиком положения; датчик степени загрязнения, первый датчик положения, второй датчик положения, первый и второй датчики расстояния подключены ко входам блока управления, первый и второй приводы и трехкоординатный манипулятор подключены к выходам системы управления, первый и второй датчики расстояния закреплены симметрично справа и слева относительно сопла.