Артоболевский И.И. - Теория механизмов и машин, страница 123

операции повторения. Эта операция может быть записана в алгебраической форме в виде ~=х, (29.5) т. е. если х = О, то и )' = О, и если х = 1, то 1 = 1. Иначе говоря, функция 1 повторяет аргумент х. Логический элемент, состоящий только из твердых тел, называется иногда логическим механизмом.

На рис. 29.3, а показан з >м. логические элементы логический механизм повторения, представляющий собою обычный рычажной механизм соприкасающихся рычагов. В этом механизме входное звено х может занимать два устойчивых положения: О или 1. Выходное звено ) при х = О заперто в положении 1 = О, а при х = ! передвигается в положение > 1. Фиксация звеньев в указанных положениях и возврат их в исходные положения выполняются с помощью различных комбинаций упоров и пружин.

Электрические логические элементы разделяются на две группы. В первой группе состояние входа хар>ктеризуется, как и в логических механизмах, положением какого-либо твердого тела, а состояние выхода — наличием или отсутствием тока в линии. Во второй группе состояния входа и выхода характеризуются наличием или отсутствием тока. К первой группе относится так называемый путевой или конечный выключатель или кно»ка (рис.

29.3, б). Подвижная часть путевого выключателя перемещается нажатием кулачка или упора. В иена>катом состоянии подвижной части выключателя электрическая цепь разомкнута, т. е. х = О и, следовательно, 1 = О. В нажатом состоянии цепь замкнута, т. е. х = 1 и, следовательно, )=1 Ко второй группе относится электромагнитное реле, в котором контакты электрической цепи (рис. 29.3, в) замыкаются при перемещении якоря электромагнита. При отсутствии тока в обмотке электромагнита цепь будет разомкнута и, следовательно, х = О и соответственно ) = О. При наличии тока х = 1 и, следовательно, Г = 1.

Таким образом, электромагнитное реле, так же как и нормально разомкнутый путевой вьплючатель, выполняет операцию повторения. На рис. 29.3, г показан пример логического пневматического элемента. Это мембранное реле универсальной системы промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА), имеющие четыре разобщенных камеры, одна из которых всегда находится под давлением местного источника сжатого воздуха. Эта область на рис.

29.3, г отмечена двойной штриховкой. Подвижная часть реле выполнена в виде штока с тремя мембранами, причем средняя мембрана имеет диаметр, больший диаметров двух других мембран. В зависимости от распределения давления в камерах реле, мембраны прогибаются в ту или иную сторону и подвижный шток, перемещаясь, закрывает верхний или нижний каналы.

Для выполнения операции повторения первая линия связи, обозначенная кружком с точкой, присоединяется к напорной линии, вторая линия связи, обозначенная стрелкой, соединяется с атмосферой, а третья линия является выходом. Для выполнения операции повторения вход и выход, напорная линия и атмосфера соединяются с реле так, как это указано на рис.

29.3, г. Если нет давления в полости, соединенной со входом, ВОВ Гл. 99. СИНТЕЗ ЛОГИЧВСКИХ СХВМ СИСТЕМ УПРАВЛЕННЯ т, е. х = О, то шток под действием давления местного источника идет вверх н закрывает канал, соеднненный с напорной линией, т. е. 1 О. Если в полости, соединенной со входом, есть давление, т. е. х = 1, то шток идет вниз под действием этого давления н открывает канал, соединенный с напорной линией, т. е. 7 = 1.

Прн этом он одновременно закрывает нижний канал, сообщающнйся с атмосферой. 4'. С помощью тех же типовых логических элементов могут быть выполнены н другие логические операции. Как было Рнс. 99.4. Логические операторы повторении: а) логический механизм: б) путевой вы. клмчатель; в) магнитное реле; а) мембранное реле УСЭППА показано выше, логическая операция «не», т.

е. операция отрицання в логической форме, может быть записана так: х, (29.6) что означает, что Г есть не х. Прн этой операции, если х = О, то ) = 1, н, наоборот, еслн х = 1, то г' = О. На рнс. 29.4, а показан логический механизм отрицания. На рнс. 29.4, б показан путевой выключатель. Для выполнения операции отрицания он должен быть нормально замкнутым. Если он не нажат, т. е.

х О, то в цепи есть ток, т. е. Г 1. Прн нажатпн на него, т. е. когда х = 1, цепь размыкается н тока нет, т. е. )' = О. На рнс. 29.4, б показана цепь электромагнитного реле, которое должно иметь размыкающне контакты. Прн отсутствии тока в обмотке электромагннта, т. е. когда х = О, цепь замкнута и, следовательно, Г 1. Прн наличии тока, т. е. когда х = 1, цепь контакта размыкается, т. е.

г О. На рнс. 29.4, г показано пневматическое мембранное реле УСЭППА. Прн х = О шток идет вниз, открывая канал, соеднненный с напорной линией, н, следовательно, )' = 1. Наоборот, прн х = 1 шток идет вверх, открывая доступ воздуха к выходу, т. е. 7 = О. Логическая операцня «н», т. е. операция умножения в алгебраической форме, может быть записана так; 1= х,х,.

(29.7) В ЕВТ. логические элементы В зависимости от состояний входов л, и хн могут быть четыре комбинации х„ х, и Г, показанные в верхней таблице на рис. 29.5. Эти операции выполняются логическим механизмом, показанным на рис. 29.5, а, или логическими элементами с двумя входами с последовательным включением электрических контактов путевых выключателей (рис. 29.5, б) и контактов электромагнитных т- хт+ х, сг рвс. те.в.

Логвеескве опереторж сложеявя в унвоженвв реле или с помощью мембранного реле УСЭППА так> как это показано на рис. 29.5, в. Логическая операция «или», т. е. операция сложения в логической форме, может быть записана так: ~ = Х, + Хя. В зависимости от состояний входов х, и хя могут быть четыре комбинации. В нижней таблице на рис. 29.5, г и д показано, как эти комбинации могут быть выполнены с помощью путевых выключателей и контактов электромагнитных реле или мембранных реле УСЭППА. 20 И. И. 4ртоболеесквз 616 Гл. 29.

синтез лОГических схем систем УпРАВлениЯ В заключение отметим, что в настоящее время разработаны и другие типы логических элементов (механические, электрические, пневматические, гидравлические и т. д.), каждый из которых используется в зависимости от тех конкретных задач, которые должен решить конструктор машины-автомата. Таким образом, используя логические элементы, нетрудно осуществить блоксхему, показанную на рис.

29.2. Пример '>. На рис. 29.6, а показана схема устройства, состоящего из трез конвейеров, при помощи которых на платформу подаются ящики. Платформа П поднимается, если на ней оказываются одновременно не менее двух ящиков. и (г Рпс. 29.9. схема упраалепая конвейеров длл подачи ящиков: а) общая схема устпоястаа> б] схема управления с )2 коатактама: а) схема упраалапая с б ппнтантапи Перемещение платформы осуществляется специальным механизмом, на рисунке не показанным. Движение подъемного механизма осуществляется пневматическим механизмом, управляемым электромагнитом, включенным в электрическую сеть прн помощи контактов х,, ха и х„которые вкл>очаются поступающими на платформу ящиками. В подъемном механизме возбуждается сигнал, если !) энлючены контакты х, и «а, а контакт ха не включен, 2) включены контакты х, н х„, а контакт х не вкл>очен и 3) включены контакты хт н к,, а контакт х, не включен.

В соответствии с этими условнямн составляем логическую формулу включе. пия путевых выключателей. Согласно $ 126 имеем ) = х,хаха + х,х„хт + х,хала + х,хаха. (А) Как указывалось в $126, чертой над буквой обозначаем операцию анеа, т. е. контакт разомкнут. На основании приведенной формулы составляем структурную схему (рис. 29.6, б). Пользуясь правилами алгебры логики, мпжно выражение (А) значительно упростить.

Действительно, представим выражение (А) в следующем виде: ! х>хтха + х>дала + д>хала + х>таха + х>хала + х>хала, (Б) Как было понаэано выше (см. формулу (29.3)), ) = х,ха (ха + ха) + х>хэ (ха + ха) + хала (х, + х>). (В) Так как каждое из выражений в скобках равно единице, то получим (наи и выше, в формуле (29.3)): ) = х,ха + х,ха + хаха, (г) тогда структурная схема (рис. 29,6, б) значительно упростится и мы получим структурную схему, показанную на рис. 29.6, э, в ноторой га же задача решается не с помощью двенадцати, а всего с помон>ью пяти контактов. ') Пример заимствован из книги: 3 и новь ев В.

А. Курс теории меха. ниэмов и машин. — М.: Наука, 1972. — С. 363 — 364. $228. ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ И МАНИПУЛЯТОРЫ В11 Глав» 30 крдткив сввдвиия по твопии Рокотов и млиипулятовов В 128. Промышленные роботы и манипуляторы 1'. Принципиально новым элементом современных технологических систем являются промышленные роботы — класс автономных машин-автоматов, имеющих универсальные исполнительные органы в виде механических «рук», движениями которых автоматически управляют универсальные устройства. В этих машинах гармонически сочетаются механические совершенства технологических и транспортных машин, достижимые на современном уровне развития машиностроения, т.

е. высокие показатели точности, быстродействия, мощности, надежности, компактности, с интеллектуальными совершенствами, которые обусловлены современным уровнем техники автоматического управления, Сюда относятся большой объем памяти, обеспечивающий большое число возможных программ действия; удобство изменения программы; способность контролировать правильность своих действий; адаптивность; способность реагировать на изменение внешней среды; способность к самообучению и к оптимальным действиям. Ширящееся использование промышленных роботов свидетельствует о принципиально более высоком уровне развития тех элементов технологических комплексов, которые издавна применяют для автоматического оперирования штучными объектами обработки и которые обычно носят название автооперал«оров (иногда их иазьшают автоманипуляторами, самонакладами и т.