Due to the tendency to use high speed pneumatic cylinders to improve productivity, cushioning devices are adopted to decelerate the piston motion of pneumatic cylinders to reduce noise, vibration, and impact. This paper presents a comparison of the cushion characteristics of a high speed pneumatic cylinder with a relief valve type cushioning device. The system parameters selected are the damping coefficient, Coulomb friction, heat transfer coefficient, and cracking pressure of the relief valve in the air cushioning device. The integral of the time multiplied square error (ITSE) is used to quantitative measure the cushioning performance to assess the effect of varying these. The cushioning performance achieved good results when the ITSE is a minimum value. In a comparison of the piston displacement and velocity with the variations in system parameters, the heat transfer coefficients are not as significantly affected as the other. Also, the cracking pressure of the relief valve is mainly affected by the pressure and temperature in the cushion chamber.
Recently, improving the energy efficiency of a pneumatic system and reducing the consumption of compressed air were a concern of scholars at domestic and abroad. The using fields of a pneumatic system are widely used in factory automation of manufacturing line, chemical factories with explosiveness danger and petroleum industries etc. In particular, pneumatic cylinder is applied to feeding work of workpiece. jig tools and press mechanism, reciprocation and rotary motion with rack and pinion. In this study, the experimental apparatus consisted to pneumatic cylinder, dual supply pressure regulator and solenoid valve. The dual supply pressure regulator connected to outlet port of solenoid valve. The supply pressure($4.5kg_f/cm^2$) of compressed air goes into the rodless chamber 1 to drive the piston rod forward which is named working stage. The supply pressure ($2kg_f/cm^2$) of compressed air goes into the rod chamber 2 to drive the piston rod backward which is named no-working stage. Accordingly, the research results of this study can be obtained to Energy-Saving Effects of the compressed air about 35%.
In this paper, we propose a new locomotive mechanism using impulsive force for microcapsule-type endoscope. It has the compact size for movement in the colon and actuating mechanisms for hi-directional movement. The actuating mechanism resembles a pneumatic cylinder and consists of body, inertia mass(piston). spring. pneumatic source and calve. When valve is ON, the pneumatic impulsive force between piston and body drives them in two opposite direction. As the air in the body is passed away, the contrary movements are occurred by spring reaction. Therefore, the direction of body's motion is determined by the relative magnitude of two opposite impulsive forces, i.e., pneumatic and spring force. The effect of two impulsive forces can simply be controlled by On-Off time of solenoid valve.
In this study two issues are considered, one is to develop a pneumatic servomechanism using a direct-connected circuit between inlet and outlet, the other is to design two kinds of advanced controllers such as fuzzy and PID controllers for a fingering system. Besides, the application of the advanced controllers to the newly proposed servomechanism is presented. The procedure of this study is composed of following 6 steps : [Step 1] Structuring of a control system; [Step 2] Development of a pneumatic circuit for the servomechanism ; [Step 3] Characteristic analysis of the valve and cylinder systems ; [Step 4] Determination of optimal parameters of the PID controller ; [Step 5] Design of a fuzzy controller and parameter tuning; and, [Step 6] Experimental analysis of fuzzy and PID controllers. Experimental results show that the newly proposed pneumatic servomechanism has good performance and, not only the performance of the fuzzy controller is better than that of the PID controller but also the fuzzy controller fits well to the control of the pneumatic servomechanism.
In this paper, an inspection system has been developed where pneumatic instruments are used to stretch the film using compressed air, thus the curl problem can be overcome. When the pneumatic system is applied, a line scan camera should be used instead of an area camera because the COF surface makes an arc by the air pressure. The distance between the COF and the inspection camera should be kept constant to get a clear image, thus the position of COF is to be monitored on real-time. An operating software has been also developed which is switching on/off the pneumatic system, determining the COF position using a camera vision, displaying the contour of the COF side view, sending self-diagnosis result and etc. The developed system has been examined using the actual roll of COF, which convince that the system can be an effective device to inspect the COF rolls in process.
For Pneumatic system control, we need a data transmission system with high speed and high realibility for information interchange between main computer and solenoid valves and I/O devices. This paper presents a set of design techniques for a data communication system that is mainly used for pneumatic system control. For this purpose, we first designed hardware modules for an interface between central control module and local node that handles the operation of solenoid valves. In addition we developed a communication protocol for construction of RS-485 based multidrop network, and this protocol is basically designed with a kind of polling technique. Finally we evaluated performance of the developed system. The field test results show that, even under high noise environment, the data transmission of 375Kbps rate is possible up to 1,000m without using repeater. In addition, the system developed in this research is proved to be used easily for extension of a communication network because of its module structure.
For pneumatic system control, we need a data transmission system with high speed and reliability for information interchange between main computer and I/O devices. This paper presents a set of design techniques for a data communication system that is mainly used for pneumatic system control. For this purpose, we first designed hardware modules for an interface between central control module and local node that handles the operation of solenoid valves. In addition, we developed a communication protocol for construction of RS-485 based multi-drop network, and this protocol is basically designed with a kind of polling technique. Finally we evaluated performance of the developed system. The field test results show that, even under high noise environment, the data transmission of 375Kbps rate is ...
Kim, Hyoung-Seok;Ahn, Kyoung-Kwan;Lee, Byung-Ryong;Yun, So-Nam
Journal of Mechanical Science and Technology
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제20권9호
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pp.1339-1345
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2006
The development of an accurate and energy saving electro-pneumatic regulator that may be applied to a variety of practical pressure control applications is described in this paper. A novel modified pulse width modulation (MPWM) valve pulsing algorithm allows the electro-pneumatic regulator to become energy saving system. A comparison between the system response of conventional PWM algorithm and that of the modified PWM (MPWM) algorithm shows that the control performance is almost the same, but energy saving is greatly improved by adopting this new MPWM algorithm. The effectiveness of the proposed control algorithm is demonstrated through experiments with various reference trajectories.
An airless tire has advantages over the conventional pneumatic tire in terms of flat proof and maintenance free. According to the recently disclosed inventions on the airless tire, non-pneumatic tire (NPT) consists of the flexible polygon spokes. Considering the NPT structure, the spokes undergo the tension-compression cyclic loading while the tire rolls. Therefore the spokes of NPT are required to have both stiffness and resilience under the cyclic tensile-compressible loading. In general, if a material has a high stiffness, it shows a low elastic strain limit. In this paper, using the auxetic honeycomb structure with negative poissons's ratio, the spokes of NPT tire are designed to have both stiffness and resilience. Finite element based numerical simulation of the contact pressure of a NPT is carried out with ABAQUS.
The development of an accurate and energy saving pneumatic regulator that may be applied to a variety of practical pressure control applications is described in this paper. A novel modified pulse width modulation(MPWM) valve pulsing algorithm allows the pneumatic regulator to become energy saving system. A comparison between the system response of conventional PWM algorithm and that of the modified PWM(MPWM) algorithm shows that the control performance is almost the same, but energy saving is greatly improved by adopting this new MPWM algorithm. The effectiveness of the proposed control algorithm is demonstrated through experiments with various reference trajectories.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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