1 Capitolul 4 Logica binară 4.1 Introducere Logica este combinatorie daca o combinatie de variabile de intrare provoaca una si mereu aceiasi stare pentru variabilele de iesire. Ex.1 - Actiunea unei came pe un intrerupator provoaca oprirea unui motor; - Apasarea pe un buton provoaca aprinderea unui bec. sau : Ex. 2 Lampa H se va aprinde daca vom apasa butonul s1 sau butonul s2. Starea lampii H nu depinde decat de starea variabilelor s1 şi s2 ( ) 2 , 1 s s f H = ⇒ . Lampa are un comportament complementar: aceeasi stare a variabilelor s1 şi s2 antreneaza aceeasi stare a lampii H (Fig.4.1). s1 s2 H 1 0 1 0 1 0 s1 s2 H temps Fig.4.1 Logica complementara. Tratament combinator : Starea de iesire depinde numai de starea intrarilor. Timp e1 e2 S=f(e1,e2,e3) e3
Curs despre diferite tipuri de gripere, despre logica binara cat si despre Automatizarea alimentarii cu semifabricate a masinilor unelte
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
Capitolul 4 Logica binară 4.1 Introducere
Logica este combinatorie daca o combinatie de variabile de intrare provoaca una si mereu aceiasi stare pentru
variabilele de iesire.
Ex.1
- Actiunea unei came pe un intrerupator provoaca oprirea unui motor;
- Apasarea pe un buton provoaca aprinderea unui bec.
sau :
Ex. 2
Lampa H se va aprinde daca vom apasa butonul s1 sau butonul s2. Starea lampii H nu depinde decat de starea variabilelor s1 şi
s2 ( )2,1 ssfH =⇒ . Lampa are un comportament complementar: aceeasi stare a variabilelor s1 şi s2 antreneaza aceeasi stare a
lampii H (Fig.4.1).
s1
s2H
1
01
01
0
s1
s2
H
temps Fig.4.1 Logica complementara.
Tratament combinator : Starea de iesire depinde numai de starea intrarilor.
Timp
e1 e2 S=f(e1,e2,e3) e3
2
Logica este secventiala daca pentru o combinatie de valori de intrare starea de iesire poate fi diferita in functie de
moment.
Ex.3
- daca o lampa este aprinsa, apasarea pe un buton provoaca stingerea ei si cand este stinsa apasarea pe buton provoaca
aprinderea ei.
sau :
Ex. 4 Starea lampii H depinde de starea variabilei de intrare s1 şi de starea precedenta a sistemului. Lampa este un element cu
comportament secvential : aceeasi stare a lui s1 nu antreneaza totdeauna aceeasi stare a lui H (Fig.4.2).
Cronograma :
Fig.4.2 Logica secventiala. X – bobina unui releu x- contact al acestui releu Tratament secvential:
Starea de iesire este in functie de :
� starea intrarilor (e1,e2,…)
� si de starea anterioara a sistemului (X)
In algebra booleana sunt doua constante: 0 si 1. Variabilele booleene pot lua una din cele doua valori, 0 sau 1. O variabila
care nu este 0, va fi obligatoriu 1 si reciproc. Valorile 0 si 1 nu reprezinta doua numere, ci stari sau niveluri logice.
- Nivelul logic 0: semnifica lipsa semnalului (0V);
- Nivelul logic 1: semnifica prezenta semnalului (5V) – Fig.4.3
H
s1
X
x
s1
H
1
0
1
0
timp
e1 e2 S=f (e1,e2,e3,X) e3 X
3
1
1 1
0 0 0s 1s 2s 3s 4s 5s
Fig.4.3 Exemplu de semnal logic.
Valoarea logica 0 corespunde la mecanism binar (sau la o functie binara) unei stari “inactiv”, sau “in repaus” (ex. un bec
inactiv este stins).
Valoarea logica 1 corespunde la un mecanism binar (sau la o functie binara) unei stari “active” sau “actionata” (ex. un bec
activ este aprins).
O serie de sinonime desemneaza cele doua stari logice posibile, cele mai folosite fiind prezentate in Tabelul 4.1
Tab.4.1 Sinonime pentru starea logica 0, respectiv 1.
Starea logica 0 Starea logica 1
Fals Adevarat
JOS SUS
NU DA
Oprit Pornit
O functie logica realizata de un operator binar poate fi definita printr-o expresie literala.
Ex.: Lampa este in starea 1 (aprinsa) daca si numai daca intrerupatorul este in starea 1 (inchis).
Aceasta expresie literala poate fi asociata altor moduri de reprezentare:
- simbol logic - logigrama;
- schema de contacte;
- tabelul de adevar;
- cronograma;
- ecuatia logica.
Logigrama este o schema reprezentand o succesiune de
simboluri logice permitind obtinerea unei valori de iesire pe baza
unor variabile de intrare. Intrarea sau intrarile la un operator logic
se situeaza in general la stanga iar iesirea la dreapta (Fig.4.4)..
5V
4
Fig.4.4 Exemplu de scriere a unei logigrame.
Un contact concretizeaza prin cele doua pozitii ale sale, cele doua stari ale unei variabile de intrare (Fig.4.5). Contactul
“e” este variabila de intrare (asociata prin comanda de la buton), iar “S” este variabila de iesire (reprezentata prin lumina unui
bec).
Fig.4.5 Schema de contacte.
Un circuit electric se numeste inchis atunci cand curentul electric poate circula prin circuit si deschis cand curentul electric
nu poate trece prin circuit.
Un circuit electric de comutatie nu poate avea decat doua stari logice: starea logica 0 (deschis) sau starea logica 1 (inchis).
Contactele sunt puse in actiune prin actiune mecanica de tip “manual” (buton de apasare, intrerupator monostabil) sau de tip “de
comanda” (releu electromagnetic).
Contactul normal deschis (ND) se închide numai atunci cand este actionat (Tabelul 4.2)
Contactul normal inchis (NI), se deschide numai atunci cand este actionat.
Tabelul 4.2. Starea contactelor.
Contact normal deschis
Contact deschis in starea de repaus
Contactul se inchide cand este actionat
Contact normal inchis
Contact inchis in starea de repaus
Contactul se deschide cand este actionat
Orizontal Vertical Orizontal Vertical
Starea 0
(repaus)
Starea 1
(actionat)
Contact cu releu electromagnetic: un releu electromagnetic este constituit dintr-un electromagnet si de o bara mobila care
joaca rolul de contact. Fig.4.6 arata un releu electromagnetic cu doua contacte: unul de lucru (contact inchis) si unul de repaus
(contact deschis).
Bobina Inchis Deschis
5
a)
b)
Fig.4.6 a) Contact cu releu electromagnetic; b) reprezentare schematica.
Exemplu (Fig.4.7) – X este starea bobinei iar x şi x starea contactelor sale.
Fig.4.7 Exemplu de utilizare a unui contact cu releu electromagnetic.
a) Contactul m este deschis (X = 0): bobina nu este alimentata. Va rezulta:
- contactul de lucru este deschis (x = 0) si deci lampa L2 este stinsa;
- contactul de repaus este închis ( x = 1) si deci lampa L1 este aprinsa;
b) Contactul m este închis (X = 1): bobina este alimentata. Va rezulta:
- contactul de lucru este închis (x = 1) si deci lampa L2 este aprinsa;
- contactul de repaus este deschis ( x = 0) si deci lampa L1 este stinsa.
Tabelul de adevăr este o modalitate de descriere a dependentei iesirii unui circuit logic de valorile logice ale intrarilor.
In tabelul de adevăr sunt prezente toate combinatiile posibile ale variabilelor de intrare.
Tabelul de adevăr pentru un circuit logic cu trei intrari si o ieşire (Fig.4.8) este redat in Tabelul 4.3.
Fig.4.8 Simbolul unui circuit cu trei intrari si o iesire.
Tabelul 4.3 Tabelul de adevar pentru trei intrari si o iesire.
Electromagnet
Arc de revenire
Borna
Parte mobila
6
Intrare Iesire
y A B C
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 0
1 1 1 1
Din citirea Tabelului 4.3 se poate afirma ca:
y este Adevarat daca si numai daca:
- A este Fals ŞI B este Fals ŞI C este Adevarat;
- A este Fals ŞI B este Adevarat ŞI C este Adevarat;
- A este Adevarat ŞI B este Adevarat ŞI C este Adevarat.
ceea ce se poate exprima astfel ca ecuatie logica:
CBACBACBAy ⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅=
Numarul liniilor unui tabel de adevar este egal cu 2n, unde n reprezinta numarul intrarilor portii logice considerate. O
poartă logica cu o singură intrare prezintă doar două posibilităţi: fie intrarea este „înaltă” (1), fie este „joasă” (0). În schimb, o
poartă cu doua intrări are patru posibilităţi (00, 01, 10, 11). O poartă cu trei intrări are opt combinaţii posibile (000, 001, 010, 011,
100, 101, 110 şi 111).
4.2 Ecuatii logice
Ecuatia logica traduce, dupa regulile algebrei lui Boole, relatia care exista intre variabilele de iesire si variabilele de
intrare.
Exista trei operatori de baza:
- operatorul SAU, reprezentat prin simbolul “+” : Operatia logica de suma;
- operatorul ŞI, reprezentat prin simbolul “.”; Operatia logica de produs;
- operatorul NU, reprezentat prin simbolul “-“; operatia logica de negare sau complementara.
Operatorii logici sunt redati in Tabelul 4.4
Tab.4.4 Operatori logici.
Denumire Simbol Exemplu Citire
ŞI . a·b a şi b
SAU + a+b a sau b
7
NU
- a Non a
sau a barat
Tabelul 4.5 este tabelul de adevăr al functiilor elementare (Fig.4.9 si 4.10).
Tab.4.5 Tabelul de adevar al functiilor elementare.
SAU ŞI NU
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 1
0 · 0 = 0
0 · 1 = 0
1 · 0 = 0
1 · 1 = 1
ī = 0
Ō = 1
Fig.4.9 Adunarea booleana (adunarea booleană corespunde funcţiei logice a porţii SAU, precum şi comutatoarelor conectate în
paralel).
8
Fig.4.10 Inmultirea booleana (înmulţirea booleană corespunde funcţiei logice a porţii ŞI, precum şi comutatoarelor conectate în
serie).
4.3 Porti logice
O poarta logica este un dispozitiv electronic numeric elementar implementand o functie logica abstracta elementara.
a) Poarta logica NU (NOT)
Inversorul NU (NOT) – implementează funcţia NEGAŢIE. Are o intrare şi o ieşire (Y). Ieşirea este pe „1” logic dacă intrarea este
pe „0” logic.
Cea mai simpla operatie logica elementara opereaza cu o singura variabila de intrare.
Operatia elementara NU (NOT) aplicata variabilei binare A se noteaza:
Y = A
si se citeste “Y este (egal) cu A negat” sau “Y este (egal) cu non A”. Poarta logica ce indeplineste functia NU (negare) se numeste
inversor. Circuitul are o singura intrare si o singura iesire si se numeste circuit inversor, de negare, sau de complementare si este
echivalent cu un contact normal-inchis (Fig.4.11-12-13).
Ieşirea este pe „1” logic dacă intrarea este pe „0” logic.
Intrare
A
Iesire
Y = A
0 1
1 0
a) b)
Fig.4.11 Poarta logica NU: a) simbol; b) tabelul de adevar.
Forma triunghiulară este asemănătoare simbolului amplificatorului operaţional. Porţile sunt de fapt amplificatoare. Metoda
standard de reprezentare a unei funcţii inversoare este prin intermediul acelui mic cerc desenat pe terminalul de intrare sau de ieşire
(Fig.4.12)
9
Daca A = 0, Atunci A = 1
Daca A = 1, Atunci A = 0
Fig.4.12 Realizarea functiei NU.
a)
b)
Fig.4.13 Poarta logica NU: a) schema electrica; b) Diagrama temporala (e = variabila de intrare asociata cu comanda unui buton, S
este variabila de iesire asociata cu un bec).
Dacă îndepărtăm acest cerc din simbolul porţii, lăsând doar triunghiul, acest simbol nu ar mai indica o inversare, ci o
amplificare. Un astfel de simbol, şi o astfel de poartă chiar există, şi poartă numele de poarta ne-inversoare, sau buffer.
Dacă ar fi să conectăm două porţi inversoare, una în continuarea celeilalte, cele două funcţii de inversare s-ar „anula” reciproc. În
acest caz, semnalul de ieşire va fi acelaşi cu cel de intrare. Simbolul este un triunghi simplu (Fig.4.14).
Poarta ne-inversoare (buffer)
Operatorul neinversor (buffer-ul de magistrală, amplificatorul de linie). Are o intrare şi o ieşire (Y). Furnizează la ieşire acelaşi
nivel logic pe care îl primeşte la intrare. Deşi din punct de vedere logic nu îndeplineşte nici o funcţie, el se utilizează pentru
îmbunătăţirea parametrilor electrici ai semnalului care se transmite (niveluri logice, curent).
Simbolul si tabelul de adevar sunt prezentate mai jos:
10
sau
Intrare
A
Iesire
Y = A
0 0
1 1
a) b)
Fig.4.14 Poarta ne-inversoare: a) simbol; b) tabelul de adevar.
a) b)
Fig.4.15 Poarta ne-inversoare: a) schema electrica; b) Cronograma.
b) Poarta logica ŞI (AND)
Poarta ŞI (AND) – implementează funcţia ŞI. Are 2, 3, 4 sau 8 intrări (notate cu A; B; C; …) şi o ieşire (Y). Ieşirea este pe „1”
logic dacă şi numai dacă toate intrările sunt pe „1” logic (Fig.4.16).
Operatia elementara ŞI (AND) intre variabilele binare A si B se noteaza:
BAY ⋅=
si se citeste “Y este (egal cu) A ŞI B”. Punctul din expresia logica ŞI nu trebuie confundat cu semnul înmulţirii (operatia aritmetica de
inmultire si operatia logica ŞI sunt doua chestiuni diferite). Confuzia poate fi sporita de tabelul de adavar al operatiei ŞI, care este
identic cu cel al operatiei de inmultire
Intrare Y = A·B
A B
0 0 0
11
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Fig.4.16 Poarta ŞI cu doua intrari si tabelul de adevar.
Fig.4.17 Functia logica SI reprezentata prin diagrama Ladder cu doua contacte normal – deschise.
Fig.4.18 prezinta diagrama temporala (cronograma) portii logice ŞI cu doua intrari.
Fig.4.18 Functionarea in regim dinamic a portii logice ŞI cu doua intrari.
Practic, ceea ce se înţelege din tabelul de adevăr de mai sus poate fi ilustrat în cele ce urmează. Poarta logică ŞI este supusă
tuturor posibilităţilor de intrare. Pentru determinarea nivelului logic de ieşire, se foloseşte un LED:
12
LED-ul este alimentat cu energie electrică doar atunci când ambele intrări logice sunt 1.
Poarta logica ŞI–negat (NAND):
Poarta ŞI-NU (NAND) – implementează funcţia ŞI-NU. Are 2, 3, 4 sau 8 intrări (notate cu A; B; C; …) şi o ieşire (Y).
Ieşirea este pe „1” logic dacă cel puţin o intrare este pe „0” logic.
Poarta ŞI negat este o variaţie a porţii ŞI. Practic, comportamentul porţii este acelaşi cu al porţii ŞI, doar că la ieşire este
conectată o poartă NU (inversoare). Pentru simbolizarea acestui lucru se trece un mic cerculeţ pe terminalul de ieşire (Fig.4.19).
Operatia se noteaza astfel:
Y = BA ⋅
13
sau
Intrare Iesire
Y = BA ⋅ A B
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
a) b)
Fig.4.19 Poarta ŞI-negat: a) simbol; b) tabelul de adevar.
Tabelul de adevăr este exact invers faţă de cel prezentat anterior pentru poarta ŞI.
Fig.4.20 Functia logica SI - negat reprezentata cu diagrama Ladder cu doua contacte normal – inchise.
c) Poarta logica SAU (OR)
Poarta SAU (OR) – implementează funcţia SAU. Are 2, 3, 4 sau 8 intrări (notate cu A; B; C; …) şi o ieşire (Y). Ieşirea este pe „1”
logic dacă cel puţin o intrare este pe „1” logic (Fig.4.21).
Operatia elementara SAU (OR) intre variabilele binare A si B se noteaza:
Y = A+B
si se citeste “Y este (egal) cu A SAU B”. Semnul “+” din expresia logica SAU nu trebuie confundat cu semnul adunarii (operatia
aritmetica de adunare si operatia logica SAU sunt chestiuni diferite). Tabelul de adevar al operatiei SAU nu mai este identic cu cel
al adunarii, deoarece in algebra booleana nu se poate depasi valoare 1. Adica 1 + 1 = 1 (aici semnul + indica operatia logica SAU, deci
1 SAU 1 este 1), pe cand 1 + 1 = 2 in aritmetica. Acest lucru este valabil si pentru mai multe variabile, de ex. 1+1+1 = 1.
Poarta SAU este cu cel putin 2 intrari si o singura iesire.
Intrare Iesire
14
A B y = A + B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
a) b)
Fig.4.21 Poarta SAU: a) simbol; b) tabelul de adevar.
Fig.4.22 Functia logica SAU reprezentata cu diagrama Ladder cu doua contacte normal - deschise.
Fig.4.23 prezinta diagrama temporala (cronograma) portii logice SAU cu doua intrari.
Fig.4.23 Functionarea in regim dinamic a portii logice SAU cu doua intrari.
Următoarele ilustraţii redau modul de funcţionare a porţii SAU, atunci când cele două intrări formează toate combinaţiile
posibile. Indicaţia vizuală a ieşirii este furnizată de un LED:
15
Dacă oricare dintre intrări se află în poziţia 1, LED-ul va fi alimentat cu energie electrică.
Poarta logica SAU-negat (NOR)
Poarta SAU-NU (NOR) – implementează funcţia SAU-NU. Are 2, 3, 4 sau 8 intrări (notate cu A; B; C; …) şi o ieşire (Y). Ieşirea
este pe „1” logic dacă toate intrările sunt pe „0” logic.
Operatia se noteaza astfel:
y = BA +
Pentru simplificarea reprezentării însă, există un simbol special, conform Fig. 4.24.
16
sau
A B
Ieşire
BAy +=
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
a) b)
Fig.4.24 Poarta logica SAU-negat: a) simbol; b) tabelul de adevar.
Tabelul de adevăr este exact invers faţă de cel al porţii SAU. Principiul de bază este următorul: ieşirea este zero dacă cel
puţin una dintre intrări este 1 şi este 1 doar atunci când ambele intrări sunt 0.
Fig.4.25 Functia logica SAU – negat reprezentata cu diagrama Ladder cu doua contacte normal – inchise.
Poarta logica SAU-EXCLUSIV (XOR)
Este o functie compusa care poate fi implementata cu ajutorul portilor ŞI, SAU, NU.
Funcţia SAU-EXCLUSIV este adevărată dacă, şi numai dacă, operanzii sunt diferiţi (poarta SAU-EXCLUSIV se poate
utiliza pe post de comparator).
Din tabelul de funcţionare se deduce expresia analitică a funcţiei SAU-EXCLUSIV intre variabilele binare A si B:
Y = BABABABABA ⋅+⋅=⋅+⋅=⊕
si se citeste”Y este (egal) cu A SAU-EXCLUSIV B”. Poarta SAU-EXCLUSIV are 2 intrari si o singura iesire, care este 1 logic daca
cele 2 intrari au valori logice complementare si 0 logic daca toate intrarile se afla la acelasi nivel logic (Fig.4.26).
A B Y = A B⊕
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
a) b)
Fig.4.26 Poarta logica SAU-EXCLUSIV: a) simbol; b) tabelul de adevar.
17
Fig.4.27 Functia logica SAU – negat reprezentata cu diagrama Ladder.
Schema electrica si ciclograma portii logice SAU-EXCLUSIV sunt redate in Fig.4.28
a) b)
Fig.4.28.Poarta SAU-EXCLUSIV: a) schema electrica; b) ciclograma.
Poarta logica SAU-EXCLUSIV NEGAT (XNOR)
Funcţia SAU-EXCLUSIV NEGAT este adevărată dacă, şi numai dacă, operanzii sunt identici (poarta SAU-EXCLUSIV NEGAT se
poate folosi ca indicator de echivalenţă).
Din tabelul de funcţionare se deduce expresia analitică a funcţiei SAU-EXCLUSIV NEGAT intre variabilele binare A si B.
BABABABABAy ⋅⊕⋅=⋅+⋅=⊕=
Si se citeste „y este (egal cu) A SAU-EXCLUSIV NEGAT B”.
Aceasta este echivalentă cu poarta SAU-exclusiv, doar că ieşirea este inversată.
Scopul unei porţi logice SAU-negat-exclusiv este de a genera un nivel logic 1 atunci când ambele intrări sunt la acelaşi
nivel (fie 00, fie 11).
Schema electrica a portii SAU-EXCLUSIV NEGAT este redata in Fig.4.29
18
Fig.4.29 Schema electrica a portii SAU-EXCLUSIV NEGAT.
Simbolul portii si tabelul de adevar aferent sunt prezentate in Fig.4.30.
sau
A B y = BA ⊕
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
a) b)
Fig.4.30 Poarta logica SAU-EXCLUSIV NEGAT: a) simbol; b) tabelul de adevar.
Exita mai multe posibilitati de prindere a microgriperelor la capatul elementelor de actionare (Fig.5.37).
a)
b)
c)
Fig.5.37 Modalitati de fixare a microgriperelor la elementele de accionare: a) cu suruburi; b) cu lagar de ghidare; c) cu
piulita.
37
Exemple de utilizare a microgriperelor sunt prezentate in Fig.5.38 a, b.
a)
b)
Fig.5.38. Exemple de utilizare a microgriperelor: a) cu doua unitati; b) montat la extremitatea unui element de executie.
5.4 Gripere radiale
Griperele radiale au unghiul de deschidere al bacurilor de prindere de max. 1800 si functioneaza ca sisteme cu simpla sau
dubla actiune (Fig.5.39a). Pot efectua forta de strangere din exterior sau din interior, iar pe falci se pot monta brate suplimentare in
functie de forma si marimea obiectului manipulat (Fig.5.39c).
Forta de strangere este generata pneumatic prin deplasarea liniara a pistonului unui cilindru ce este transformata in miscare
circulara a doua roti pe axul carora se monteaza falcile de prindere (Fig.5.39b).
a)
b)
c)
38
Fig.5.39 Griper radial: a) vedere; b) sectiune: 1 – corp; 2 – falca; 3 – capac; c) montarea bratelor suplimentare: 1- griper; 2 –
brat suplimentar; 3 – surub; 4 – stift.
Montarea senzorilor de pozitie si de proximitate se poate face direct pe corpul griperului in canalele existente (Fig.5.40a), sau
prin intermediul unei placi (Fig.5.40b).
a)
b)
Fig.5.40 Montarea senzorilor de pozitie 3 direct pe corpul griperului sau (b) pe o placa 1 (2- element de evaluare).
In Fig.5.41 se prezinta un griper radial pentru conditii grele de lucru. Se observa ca forta de strangere este transmisa prin
miscarea liniara a pistonului si prin actionarea bacurilor prin stifturi ce gliseaza in locase radiale.
Unghiul de deschidere al falcilor este de 900 pe fiecare bac. Se poate prevedea un surub ce poate regla unghiul de
deschidere al falcilor la orice valoare, transformand griperul radial intr-un griper unghiular (Fig.5.41 c).
a)
b)
c)
Fig.5.41 Griper radial pentru regim greu de lucru: a) sectiune: 1 – falca de strangere; 2 – corp; 3 – piston; b) vedere; c) griper radial
cu limitarea unghiului de deschidere.
Momentul de torsiune la strangere la presiunea de 6 bar este de pana la 8400 Ncm la deschiderea bacurilor si de 7700 Ncm
la inchiderea lor (la inchiderea bacurilor sectiunea pistonului este mai mica).
Se poate efectua prinderea din interiorul sau din exteriorul obiectului manipulat (Fig.5.42).
39
a) b)
Fig.5.42 Strangerea pieselor din exterior (a) sau din interior (b).
Forta de strangere a bacurilor este in functie de lungimea bratului de prindere al obiectului si de presiunea aerului de
alimentare (Fig.5.43).
a)
b)
Fig.5.43 Forta de strangere a bacurilor griperului in functie de lungimea bratului de prindere (x) a obiectului si de presiunea aerului de
alimentare (b).
5.5 Griper adaptiv pentru prinderi cu forte mici
Griperul adaptiv pentru forte mici se poate adapta la diferite forme si contururi. Este compus din griperul propriu-zis
(corpul) si bacurile (degetele) de prindere a obiectelor (Fig.5.44).
40
a)
b)
Fig.5.44 Griper adaptiv: a) corp; b) bac de prindere.
Parghiile de prindere sunt interschimbabile si sunt mai usoare cu 80% decat cele clasice. Structura bacurilor se bazeaza pe
doua benzi flexibile care se lipesc la capete pentru a forma un triunghi. Intre ele se afla nervuri de rigidizare. Este produs prin
tehnologia de laser selectiva prin sinterizare, in care fiecare strat de 0,1 mm de pudra de poliamida este succesiv aplicat si topit
formand un component solid. Aceste degete asigura prinderea obiectelor fragile cu forme neregulate fara sa le deformeze aplicand o
presiune minima pe suprafata de prindere.
Se executa in variante cu doua, trei sau patru parghii de prindere (degete) (Fig.5.45).
Fig.5.45 Gripere adaptive cu 2. 3, sau 4 bacuri (degete) de prindere.
Greutatea acestor gripere este cuprinsa intre 130-460 g in functie de marimea lor. Lungimea parghiilor este cuprinsa intre
45-125 mm, avand capacitatea de a prinde piese cu diametre intre 5-160 mm. Unghiul de deschidere a parghiilor este cuprins intre -
80 si 290.
Cateva aplicatii ale utilizarii acestui tip de griper se arata in Fig.5.46
41
Fig.5.46 Aplicatii ale utilizarii griperului adaptiv (pentru fructe, legume, paine, peste, carne, branza, salata, bulbi de flori, cartofi,
portocale oua, sticle).
5.5 Gripere oscilante
La griperele oscilante forta linara a pistonului se transmite la falcile de strangere cu ajutorul unor parghii, iar miscarea
oscilanta este efectuata de palete rotative (Fig.5.44). Miscarea de oscilatie poate fi reglata fin in intervalul de max. 2100 si este
amortizata la sfarsit de cursa pentru evitarea socurilor.Cursa de deplasare a unui bac de strangere este curprinsa intre 2,5 si 7 mm.
a)
b)
1 – bac de strangere; 2 – parghie; 3 – element de stop a miscarii oscilante; 4 – tija piston; 5 – corp; 6 – piston. c)
42
Fig.5.44 Griper oscilant: a) simbolizare; 2 – vedere; c) sectiune.
Forta de strangere Fgrip [N] este in functie de lungimea bratului de contact cu piesa x si de presiunea aerului de alimentare
(Fig.5.45).
Fig.5.45 Forta de strangere a bacurilor griperului oscilant pentru lungimea x de 70 mm.
5.6 Gripere cu burduf
Griperele cu burduf exercita actiunea de prindere a pieselor cu ajutorul unui burduf din cauciuc (EPDM – ethylene
propylene rubber), sau silicon, care se deformeaza sub actiunea tijei unui piston actionat pneumatic (Fig.5.46). Deformarea
burdufului permite sa apuce obiectele din interiorul lor. Cand este oprita alimentarea cu aer comprimat forta de revenire a
burdufului impinge pistonul in pozitia initiala functionand ca un sistem cu simpla actiune. Greutatea maxima de radicare este de 5
kg, iar diametrul de strangere este cuprins intre 8 si 85 mm.
a)
b)
c)
Fig.5.46 Griper cu burduf: a) vedere; b, c) sectiune: 1 – corp; 2 – piston; 3 – tija; 4 – burduf; 5 – capac inferior; 6 – capac superior. Directia de actionare a deformarii burdufului poate fi in sus sau in jos (Fig.5.47).
43
a)
b)
c)
d)
Fig.5.47 Directia de miscare a pistonului: in sus: a) burduf in stare libera; b) burduf comprimat; in jos: c) burduf in stare libera; d)
burduf comprimat.
Griperele cu burduf se utilizeaza la apucarea din interior a obiectelor fragile (sticla, ceramica), la transportarea si
ambalarea obiectelor din sticla (cesti, butelii).
Alezajul interior 1 permite racirea, curatirea, controlul, sau dezinfectarea obiectelor in timpul manipularii lor (Fig.5.48).
a)
b)
c)
Fig.5.48 Exemple de utilizare a griperelor cu burduf: a) la manipularea paharelor; b) a containerelor din plastic cu deschiderei
circulare; c) componente din industria electronica.
Forta de strangere (F) depinde de urmatorii factori: diametrul piesei (d) ce trebuie manipulata, directia de actionare a
griperului, caracteristica suprafetei piesei manipulate, coeficientul de frecare (Fig.5.49).
a)
b)
c)
d)
44
Fig.5.49 Forta de strangere a griperului F in functie de diametrul d de prindere si de directia de actionare a griperului: actionare in jos:
a) piesa impinsa; b) piesa trasa; actionare in sus; c) piesa trasa; d) piesa impinsa.
In Fig.5.50 se arata variatia fortei F de strangere in functie de diametrul piesei d si marimea griperului.
Fig.5.50 Variatia fortei de strangere F in functie de diametrul de strangere d si materialul burdufului.( 1-5 marimea constructiva a
burdufului).
5.7 Separatoare
Separatoarele sunt mecanisme care se monteaza pe traseul cailor de transport cu piese pentru a se efectua alimentarea
piesa cu piesa a masinii unelte sau a masinii de ambalat (Fig.5.51).
a)
b)
1 – corp; 2 – capac; 3 – plunjer; 4 – mecanism de blocare; 5 – tija piston. c)
Fig.5.51 Separator: a) simbolizare; b) vedere; c) sectiune.
45
Exista doua tipuri de separatoare dintre care unul este mai avantajos (Fig.5.52).
a)
b)
Fig.5.52 Separatoare: a) necesita doua mecanisme de actionare, 2 valve, 4 senzori de proximitate; b) necesita un mecanism de
actionare, 1 valva, 2 senzori de proximitate.
Varianta din Fig.5.52b, poseda un mecanism intergrat de blocare intre cei doi plunjeri care asigura ca un piston sa nu poata fi
retras pana ce celalalt piston nu a atins pozitia de capat de cursa. Principiul de functionare al separatorului se prezinta in Fig.5.53.
Plunjerul A este retras. Mecanismul de blocare fixeaza plunjerul B.
Plunjerul A avanseaza.
Plunjerul B nu se poate retrage pana cand plunjerul A ajunge la capat de cursa.
Plunjerul B avanseaza.
Plunjerul A nu se poate retrage din mecanismul de blocare pana cand plunjerul B a ajuns la capat de cursa.
Fig.5.53 Principiul de functionare al separatorului. 5.8 Supape
Supapele sunt elemente pneumatice care au functii de procesare a semnalelor, siguranta a instalatiei, reglare si control a
parametrilor agentului de lucru din circuitele pneumatice. Supapele de selectare sunt supape care selecteaza fie calea de
46
transmitere a unui semnal pneumatic in functie de anumiti parametri ai respectivului semnal (presiune, sens de curgere, etc.), fie un
anume semnal, cand la intrarea in supapa exista mai multe semnale.
5.8.1 Supape de sens
Se utilizeaza doua tipuri de supape de sens: supapa de sens normala si supapa de sens deblocabila.
Supapa de sens normala permite curgerea fluidului doar intr-un singur sens. In corpul 1 se afla elementul mobil 3 care in
repaus se sprijina pe inelul de etansare 2 sub efectul fortei arcului 4. In momentul in apare o presiune de la orificiul A spre orificiul
B, forta fluidului impinge elementul mobil 3, arcul se comprima si se permite trecerea aerului comprimat de lucru catre orificiul B.
La curgerea inversa, de la B la A, forta de presiune si forta arcului se opun deschiderii supapei si curgerea fluidului este