- Nguyên tắc điều khiển Rô bôt
4. Cấu tạo của thiết bị áp suất khí nén
a. Cấu tạo của thiết bị áp suất khí nén
Thiết bị áp suất khí nén được cấu tạo từ bộ phát động sinh ra không khí nén, máy nén khí, thiết bị lọc không khí tạo nên không khí có chất lượng, bộ phận điều khiển có khả năng điều chỉnh phương hướng lưu thông cuả không khí được cấp tại bộ dẫn động, tốc độ và kích thước áp suất không khí, đầu trục dẫn động thực hiện công.
Hình 2-3 Cấu tạo cơ bản của thiết bị áp suất khí nén
(1) Bộ phát động (power unit) : Động cơ điện để dẫn động thiết bị nén không khí, nguồn động cơ khác.
(2) Máy nén khí (air compressor) : tạo ra khí nén ( thường là dưới 10bar).
((3) Máy làm mát khí nén (after cooler) : làm lạnh không khí đang ở nhiệt độ cao được tạo ra từ máy nén khí.
(4) Bình khí (air tank) : Bình có kích thước nhất định dùng để lưu giữ khí nén.
(5) Bộ lọc khí (air filter) : loại bỏ bụi hoặc hơi nước trong không khí để nâng cao chất lượng không khí.
(6) Bộ điều chỉnh không khí (air regulator): chủ yếu sử dụng van giảm áp, và cung cấp áp suất sử dụng cho thiết bị.
(7) Thiết bị bôi trơn (lubricator): Cung cấp dầu bôi trơn để đảm bảo van và bộ dẫn động chạy êm.
(8) Van điều chỉnh phương hướng(directional control valve) : thay đổi phương hướng lưu thông của khí nén.
(9)Van kiểm soát lưu lượng (flow control valve) : được sử dụng trong việc điều chỉnh tăng giảm lượng không khí được cung cấp cho bộ dẫn động để điều chỉnh tốc độ của bộ dẫn động.
(10) Ống thoát (pipe) : chuyển khí nén đến các linh kiện áp suất khí nén. (11) Áp suất kế (pressure gauge) : chỉ thị áp suất được lắp đặt.
(12) Xi lanh áp suất khí nén (air cylinder) : Làm việc theo năng lượng khí nén.
Nếu xem thứ tự dẫn động như ở [Hình 2-3] thì máy nén khí được dẫn động bởi bộ phát động tạo ra khí nén (air compressor) để đi qua máy làm mát khí nén (trong quá trình sản xuất khí nén, không khí ở nhiệt độ cao) và được bảo quản trong bình khí (air tank). Sau đó, thông qua đường ống (pipe), không khí vừa đi qua bộ lọc không khí (air filter) vừa loại bỏ bụi bẩn và hơi nước để trở thành khí nén có chất lượng. Thông qua bộ điều chỉnh không khí, khí nén được giảm áp thành bằng áp suất sử dụng (áp suất thấp hơn áp suát không khí được sản xuất trong máy nén khí) để có được áp suất an toàn.
Theo đó, khí nén đi qua thiết bị bôi trơn tạo ra việc di chuyển lên xuống của xi lanh áp suất khí nén nhờ van điều khiển phương hướng (ứng dụng sự khác biệt của áp suất không khí để trộn với dầu ở trạng thái sol khí) và van kiểm soát lưu lượng (flow control valve).
Động cơ thủy áp (hydraulic motor)
Xi lanh thủy áp (hydraulic cylinder)
Van kiểm soát lưu lượng (flow control valve)
Van kiểm soát (check valve)
Van điều khiển phương hướng (directional control valve)
Van điều khiển áp lực (van tràn: relief valve)
b. Cấu tạo của thiết bị thủy lực
Thiết bị thủy áp về cơ bản được tạo nên bằng nguồn động lực (bể dầu, bơm, bộ phát động) – tạo ra động lực và bộ điều khiển dùng để điều khiển vận hành của bộ dẫn động (van kiểm soát áp suất, van điều khiển phương hướng, van kiểm soát lưu lượng…), và bộ dẫn động và đường ống của xi lanh thủy áp hoặc động cơ thủy áp.
Linh kiện của thiết bị thủy áp gần giống với tên và chức năng của thiết bị áp suất khí nén, tuy nhiên bơm thủy áp được sử dụng thay thế cho máy nén khí tùy theo đặc trưng của dung dịch được sử dụng, và dung dịch được sử dụng trong trường hợp dùng thiết bị áp suất khí nén được thải nguyên ra không khí, nhưng với thiết bị thủy lực, dung dịch được sử dụng (dầu) được hồi lại bể và tái sử dụng. Trong linh kiện cấu tạo của thiết bị thủy áp, dung dịch thủy lực đóng vai trò lớn đối với tính năng và tuổi thọ của thiế bị thủy áp.
Nếu định sử dụng thiết bị thủy áp một cách hiệu quả, trước hết phải sử dụng dầu được làm sạch không có tạp chất và có tính chất vật lý vượt trội.
Trong [hình 2-4] bằng việc chỉ ra các linh kiện cơ bản của thiết bị thủy áp, tên và chức năng của các linh kiện cấu tạo của thiết bị thủy áp được thể hiện như sau.
(1) Nguồn động lực (power unit) : động cơ điện, động cơ đốt trong …để dẫn động bơm thủy áp. (2) Bể dầu (oil tank) : chức năng bảo quản dung dịch thủy lực, tản nhiệt và mang lại không gian lắp đặt cho phụ tùng thủy áp.
(3) Van tràn (relief valve) : giới hạn việc tăng áp suất trong mạch để cung cấp dầu bằng áp suất đã được cài đặt.
(4) Van điều khiển phương hướng (directional control valve) : được sử dụng để điều chỉnh phương hướng lưu thông của dung dịch trong mạch nhằm thay đổi phương hướng tác động của bộ dẫn động thủy lực.
(5) Van kiểm soát lưu lượng (flow control valve) : có chức năng điều khiển lưu lượng của dầu, và điều chỉnh tốc độc của bộ dẫn động.
(6) Bộ dẫn động thủy áp (hydrulic actuator) : giữ vai trò trong việc thực hiện yêu cầu và thay đổi động lực dung dịch thông qua động lực mang tính cơ khí.
Nếu nhìn vào nguyên lý hoạt động trong [hình 2-4], trước tiên, bơm thủy áp được dẫn động bằng động cơ điện sau khi hút dung dịch bằng tác động cơ khí bên trong bơm thông qua đầu ra của bơm cung cấp dầu bị nén bằng xi lanh thủy áp hoặc động cơ thủy áp, nhằm thực hiện hoạt động được yêu cầu tùy theo trạng thái làm việc.
Khi đó, độ lớn của lực tùy theo giá trị áp suất được cài đặt cho van tràn, và thông qua van điều khiển phương hướng và van kiểm soát lưu lượng, từng phương hướng hoạt động và tốc độ được quyết định.
Khi hương trình hóa các trạng thái làm việc của bộ dẫn động thủy lực (hydrulic actuator) theo một chuỗi các bước thì sự tự động hóa giữa máy móc sử dụng và các công cụ, và tự động hóa trong dây chuyền sản xuất được thực hiện.