Perangkat pneumatik dari sistem mekatronik
Mesin bergerak, robot, dan berbagai sistem mekatronika memiliki kemampuan untuk memindahkan atau mengubah posisi bagian-bagiannya berkat aktuator. Arah pergerakan bagian tertentu dari sistem disebut derajat kebebasan, dan semakin banyak derajat kebebasan yang dimiliki aktuator, semakin besar mobilitas mesin, robot, atau aktuator.
Bergantung pada jenis penggeraknya, implementasi yang kurang lebih kualitatif dari interaksi bagian-bagian mesin satu sama lain, serta efisiensi dan fleksibilitas operasinya, tercapai. Memilih jenis aktuator adalah tugas sulit yang diputuskan pada tahap desain sistem oleh insinyur robot dan ahli teknologi.
Salah satu jenis drive yang populer digunakan dalam sistem mekatronik — aktuator pneumatik… Di sini gas digunakan sebagai media kerja, biasanya udara terkompresi, yang energinya menggerakkan mekanisme. Itu sebabnya aktuator pneumatik murah, andal, mudah dipasang dan dioperasikan, dan aman dari kebakaran.Tidak ada biaya untuk membeli dan membuang fluida kerja (udara).
Namun, ada beberapa kelemahan, misalnya kemungkinan penurunan tekanan kerja akibat kebocoran karena kekencangan pipa yang buruk, yang menyebabkan hilangnya tenaga dan kecepatan, serta komplikasi dalam penentuan posisi. Namun demikian, motor pneumatik, silinder pneumatik, dan motor pneumatik pneumatik banyak digunakan saat ini di robot dan mesin bergerak.
Mari kita lihat perangkat tipikal penggerak pneumatik… Penggerak pneumatik dengan demikian harus mencakup kompresor dan motor udara. Dalam kombinasi ini, sistem dapat mengubah karakteristik mekanis penggerak sesuai dengan persyaratan beban.
Aktuator pneumatik dari gerakan translasi adalah dua posisi, saat gerakan benda kerja dilakukan antara dua posisi ujung, serta multiposisi, saat gerakan dilakukan di posisi yang berbeda.
Menurut prinsip operasi, aktuator pneumatik dapat bekerja tunggal (ketika pegas memberikan pengembalian ke posisi awal) atau kerja ganda (kembali, seperti gerakan kerja, dihasilkan oleh udara terkompresi). Aktuator linier pneumatik terutama dibagi menjadi dua jenis: piston dan diafragma.
Dalam aktuator piston pneumatik, piston bergerak di dalam silinder di bawah aksi udara terkompresi atau pegas (langkah balik untuk aktuator kerja tunggal disediakan oleh pegas).Dalam aktuator diafragma pneumatik, sebuah ruangan yang dibagi oleh diafragma menjadi dua rongga di satu sisi memiliki udara terkompresi yang menekan diafragma, dan di sisi lain, sebuah batang dipasang ke diafragma dan menerima gaya longitudinal dari diafragma. Dengan demikian, aktuator pneumatik berhasil digunakan dalam sistem kontrol siklik, misalnya pada manipulator dengan gerakan batang horizontal.
Secara fungsional, aktuator pneumatik dapat dibagi menjadi empat unit: unit persiapan udara, unit distribusi udara tekan, motor aktuator, dan sistem transmisi udara tekan ke aktuator.
Di unit AC, udaranya dikeringkan dan dibersihkan dari debu. Menurut program, blok distribusi membuka atau menutup (dengan bantuan katup) pasokan udara terkompresi ke rongga motor penggerak.
Katup biasanya dioperasikan oleh elektromagnet atau juga secara pneumatik (jika lingkungannya mudah meledak). Blok mesin eksekutif sebenarnya adalah silinder dengan piston yang berputar atau bergerak dalam garis lurus — silinder pneumatik yang berbeda dalam perpindahan, gaya, dan kecepatan tertentu.
Setiap mesin memiliki siklus kerjanya sendiri, dan urutan siklus ditentukan secara ketat oleh proses teknologi dan dikendalikan oleh program yang sesuai sistem kendali robot… Sistem untuk mentransmisikan udara terkompresi ke perangkat yang berbeda menggunakan penggerak pneumatik dengan bagian yang berbeda, sesuai dengan tugas yang dihadapi.
Pada prinsipnya, transmisi dan konversi energi dalam penggerak pneumatik terlihat seperti ini.Penggerak utama menggerakkan kompresor, yang memampatkan udara. Udara terkompresi kemudian diumpankan melalui peralatan kontrol ke motor pneumatik, di mana energinya diubah menjadi energi mekanik (pergerakan piston, batang). Setelah itu, gas kerja dibuang ke lingkungan, yaitu tidak kembali ke kompresor.
Keuntungan penggerak pneumatik sulit dilebih-lebihkan. Dibandingkan dengan cairan, udara lebih kompresibel, kurang padat dan kental, lebih cair. Viskositas udara meningkat dengan tekanan dan suhu.
Tetapi karena udara selalu mengandung sedikit uap air dan tidak memiliki sifat pelumas, ada risiko efek kondensasi yang berbahaya pada permukaan kerja bilik. Oleh karena itu, penggerak pneumatik memerlukan pengkondisian, yaitu diberikan properti tersebut terlebih dahulu untuk memperpanjang masa pakai penggerak yang digunakan sebagai lingkungan kerja.