工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)模板

工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料內(nèi)容僅供參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系本人改正或者刪除。安徽工程科技學(xué)院成人高等教育畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 重復(fù)關(guān)注液壓電氣設(shè)計(jì)項(xiàng)目,積累經(jīng)驗(yàn)流程論文題目工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名王海濤所學(xué)專業(yè)機(jī)電一體化導(dǎo)師姓名報(bào)告日期安徽工程科技學(xué)院成教院制目錄1、前言22、確定對液壓系統(tǒng)的工作要求23、擬定液壓系統(tǒng)原理圖33.1液壓系統(tǒng)原理圖33.2液壓系統(tǒng)電磁鐵動作順序表43.3液壓系統(tǒng)工作原理43.4液壓系統(tǒng)特點(diǎn)分析73.5電氣系統(tǒng)原理圖83.6電氣系統(tǒng)工作原理83.7電氣系統(tǒng)特點(diǎn)分析104、計(jì)算和選擇液壓元件114.1執(zhí)行元件——液壓缸、液壓馬達(dá)114.2動力元件——液壓泵144.3控制元件——方向閥、壓力閥、流量閥164.4輔助元件——管道、管接頭、濾油器、油箱174.5工作介質(zhì)——液壓油185、液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算195.1系統(tǒng)的壓力損失驗(yàn)算195.2系統(tǒng)的溫升驗(yàn)算195.3系統(tǒng)的其它驗(yàn)算196、結(jié)束語197、致謝198、參考文獻(xiàn)19工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[摘要]機(jī)械手是模仿人的手部動作,按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動抓取、搬運(yùn)和操作的自動裝置。它特別是在高溫、高壓、多粉塵、易燃、易爆、放射性等惡劣環(huán)境中,以及笨重、單調(diào)、頻繁的操作中代替人作業(yè),因此獲得日益廣泛的應(yīng)用。機(jī)械手一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及檢測裝置三大部分組成,智能機(jī)械手還具有感覺系統(tǒng)和智能系統(tǒng)。本篇介紹的工業(yè)機(jī)械手屬圓柱坐標(biāo)式、全液壓驅(qū)動機(jī)械手。本篇根據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般程序,分四步詳細(xì)地介紹了工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程,其中第3步擬定液壓系統(tǒng)原理圖是重點(diǎn)。[關(guān)鍵詞]機(jī)械手液壓電氣1、前言工業(yè)機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)是說明機(jī)械手規(guī)格與性能的具體指標(biāo),一般有以下幾個(gè)方面:⑴握取重量。握取重量標(biāo)明了機(jī)械手的負(fù)載能力。這項(xiàng)參數(shù)與機(jī)械手的運(yùn)動速度有關(guān),一般指正常運(yùn)行速度所握取的工件重量。⑵運(yùn)動速度。運(yùn)動速度是反映機(jī)械手性能的一項(xiàng)重要技術(shù)參數(shù)。它與機(jī)械手握取重量、定位、精度等參數(shù)都有密切關(guān)系,同時(shí)也直接影響機(jī)械手的運(yùn)動周期。⑶自由度。確定工業(yè)機(jī)械手的手部在運(yùn)動空間的位置和姿態(tài)的、獨(dú)立的變化參數(shù)就是工業(yè)機(jī)械手的自由度。自由度越多,其動作越靈活,適應(yīng)性越強(qiáng),但結(jié)構(gòu)也相應(yīng)越復(fù)雜。一般具有4～6個(gè)自由度即滿足使用要求。⑷定位精度。定位精度即重復(fù)定位精度,是衡量機(jī)械手工作質(zhì)量的又一項(xiàng)重要指標(biāo)。定位精度的高低取決于位置控制方式以及運(yùn)動部位本身的制造精度和剛度,與握取重量、運(yùn)動速度等也有密切關(guān)系。2、確定對液壓系統(tǒng)的工作要求根據(jù)工況要求,執(zhí)行機(jī)構(gòu)要具有手臂升降、手臂伸縮、手臂回轉(zhuǎn)和手腕回轉(zhuǎn)四個(gè)自由度。執(zhí)行機(jī)構(gòu)相應(yīng)由手臂升降機(jī)構(gòu)、手臂伸縮機(jī)構(gòu)、手臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、手腕回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、手指夾緊機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)定位機(jī)構(gòu)等組成,每一部分均由液壓缸驅(qū)動與控制它完成的動作循環(huán)為:插定位銷→手臂前伸→手指張開→手指夾緊抓料→手臂上升→手臂縮回→手腕回轉(zhuǎn)→拔定位銷→手臂回轉(zhuǎn)→插定位銷→手臂前伸→手臂中?！种杆砷_→手指閉合→手臂縮回→手臂下降→手腕回轉(zhuǎn)復(fù)位→拔定位銷→手臂回轉(zhuǎn)復(fù)位→待料,泵卸載。3、擬定液壓系統(tǒng)原理圖3.1液壓系統(tǒng)原理圖工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)圖3.2液壓系統(tǒng)電磁鐵動作順序表動作順序1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12YK26插定位銷+++手臂前伸+++手指張開++++手指抓料+++手臂上升+++手臂縮回+++手腕回轉(zhuǎn)++++拔定位銷+手臂回轉(zhuǎn)++插定位銷+++手臂前伸+++手臂中停++手指張開++++手指閉合+++手臂縮回+++手臂下降+++手腕反轉(zhuǎn)++++拔定位銷+手臂反轉(zhuǎn)++待料卸載++3.3液壓系統(tǒng)工作原理1、插定位銷(1、12)按下油泵起動按鈕后,雙聯(lián)葉片泵1、2同時(shí)供油,電磁鐵1Y、2Y帶電,油液經(jīng)溢流閥3和4至油箱,機(jī)械手處于待料卸荷狀態(tài)。當(dāng)棒料到達(dá)待上料位置,啟動程序動作。電磁鐵1Y帶電,2Y不帶電,使泵1繼續(xù)卸荷,而泵2停止卸荷,同時(shí)12Y通電。進(jìn)油路:泵2→閥6→減壓閥8→閥9→閥25(右)→定位缸左腔。此時(shí),插定位銷以保證初始位置準(zhǔn)確。定位缸沒有回油路,它是依靠彈簧復(fù)位的。2、手臂前伸(5、12)插定位銷后,此支路系統(tǒng)油壓升高,使繼電器K26發(fā)訊,接通電磁鐵5Y,泵1和泵2經(jīng)相應(yīng)的單向閥匯流到電液換向閥14左位,進(jìn)入手臂伸縮缸油腔。進(jìn)油路:泵1→單向閥5→閥14(左)→手臂伸縮缸右腔泵2→閥6→閥7→↑回油路:手臂伸縮缸左腔→單向調(diào)速閥15→閥14(左)→油箱3、手指張開(1、9、12)手臂前伸至適當(dāng)位置,行程開關(guān)發(fā)訊,電磁鐵1Y、9Y帶電,泵1卸載,泵2供油,經(jīng)單向閥6電磁閥20左位,進(jìn)入手指夾緊缸右腔?；赜吐窂淖笄唤?jīng)過液控單向閥21及閥20左位進(jìn)入油箱。進(jìn)油路:泵2→閥6→電磁閥20(左)→手指夾緊缸右腔回油路:手指夾緊缸左腔→閥21→電磁閥20(左)→油箱4、手指抓料(1、12)手指張開后,時(shí)間繼電器延時(shí)。待棒料由送料機(jī)構(gòu)送到手指區(qū)域時(shí),繼電起器發(fā)訊使9Y斷電,泵2的壓力油經(jīng)過閥20的右位進(jìn)入缸的左腔,使手指夾緊棒料。進(jìn)油路:泵2→閥6→閥20(右)→閥21→手指夾緊缸左腔回油路:手指夾緊缸右腔→閥20(右)→油箱5、手臂上升(3、12)當(dāng)手指抓料后,手臂上升。此時(shí),泵1和泵2同時(shí)供油到升降缸。主油路為:進(jìn)油路:泵1→單向閥5→閥10(左)→閥11→閥12→手臂升降缸下腔泵2→閥6→閥7→↑回油路:手臂升降缸上腔→閥13→閥10(左)→油箱6、手臂縮回(6、12)手臂上升至預(yù)定位置,碰行程開關(guān),3Y斷電,電液換向閥10復(fù)位,6Y帶電。泵1和泵2一起供油至電液換向閥14右端,壓力油經(jīng)過單向調(diào)速閥15進(jìn)入伸縮缸左腔,而右腔油液經(jīng)閥14右端回油箱。進(jìn)油路:泵1→閥5→閥14(右)→閥15→手臂伸縮缸左腔泵2→閥6→閥7→↑回油路:手臂伸縮缸右腔→閥14(右)→油箱7、手腕回轉(zhuǎn)(1、10、12)當(dāng)手臂上的碰塊碰到行程開關(guān)時(shí),6Y斷電,閥14復(fù)位,1Y、10Y通電。此時(shí),泵2單獨(dú)供油至閥22左端,經(jīng)過閥24進(jìn)入手腕回轉(zhuǎn)油缸,使手腕回轉(zhuǎn)。進(jìn)油路:泵2→閥6→閥22(左)→閥24→手腕回轉(zhuǎn)缸回油路:手腕回轉(zhuǎn)缸→閥23→閥22(左)→油箱8、拔定位銷(1)當(dāng)手腕上的碰塊碰到行程開關(guān)時(shí),10Y、12Y斷電,閥22、25復(fù)位,定位缸油液經(jīng)閥25左端回油箱,彈簧作用拔定位銷?；赜吐?定位缸左腔→閥25(左)→油箱定位缸沒有進(jìn)油路,它是在彈簧作用下前進(jìn)的。9、手臂回轉(zhuǎn)(1、7)定位缸支路無油壓后,壓力繼電器K26發(fā)訊,接通7Y。泵2的壓力油進(jìn)入閥6經(jīng)換向閥16左端經(jīng)過單向調(diào)速閥18最后進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)缸,使手臂回轉(zhuǎn)。進(jìn)油路:泵2→閥6→換向閥16(左)→單向調(diào)速閥18→手臂回轉(zhuǎn)缸回油路:手臂回轉(zhuǎn)缸→單向調(diào)速閥17→換向閥16(左)→行程節(jié)流閥19→油箱10、插定位銷(1、12)當(dāng)手臂回轉(zhuǎn)碰到行程開關(guān)時(shí),7Y斷電,12Y重又通電,插定位銷同1。11、手臂前伸(5、12)此時(shí)的動作順序同7。12、手臂中停(12)當(dāng)手臂前伸碰到行程開關(guān)后,5Y斷電,伸縮缸停止動作,確保手臂將棒料送到準(zhǔn)確位置處,”手臂中?！钡戎鳈C(jī)夾頭夾緊棒料,夾頭夾緊棒料后,時(shí)間繼電器發(fā)訊。13、手指張開(1、9、12)接到繼電器信號后,1Y、9Y通電,手指張開同3。并啟動時(shí)間繼電器延時(shí),主機(jī)夾頭移走棒料后,繼電器發(fā)訊。14、手指閉合(1、12)接繼電器信號,9Y斷電,手指閉合同4。15、手臂縮回(6、12)當(dāng)手指閉喝后,1Y斷電,使泵1和泵2一起供油,同時(shí)6Y通電,其動作順序同6。16、手臂下降(4、12)手臂縮回碰到行程開關(guān),6Y斷電,4Y通電。此時(shí),電液換向閥10右端動作,壓力油經(jīng)閥10和單向調(diào)速閥13進(jìn)入升降缸上腔。進(jìn)油路:泵1→單向閥5→閥10(右)→閥13→手臂升降缸上腔泵2→閥6→閥7→↑回油路:手臂升降缸下腔→閥12→閥11→閥10(右)→油箱17、手腕反轉(zhuǎn)(1、11、12)

當(dāng)升降導(dǎo)套上的碰鐵碰到行程開關(guān)時(shí),4Y斷電,1Y、11Y通電。泵2供油至閥22右端,壓力油經(jīng)過單向調(diào)速閥23進(jìn)入手腕回轉(zhuǎn)缸的另一腔,并使手腕反轉(zhuǎn)。進(jìn)油路:泵2→閥6→閥22(右)→單向調(diào)速閥23→手腕回轉(zhuǎn)缸回油路:手腕回轉(zhuǎn)缸→單向調(diào)速閥24→閥22(右)→油箱18、拔定位銷(1)手腕反轉(zhuǎn)碰到行程開關(guān)后,11Y、12Y斷電。動作順序同8。19、手臂反轉(zhuǎn)(1、8)拔定位銷,壓力繼電器發(fā)信號,8Y接通。換向閥16右端動作,壓力油進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)缸的另一腔,手臂反轉(zhuǎn),機(jī)械手復(fù)位。進(jìn)油路:泵2→閥6→換向閥16(右)→單向調(diào)速閥17→手臂回轉(zhuǎn)缸回油路:手臂回轉(zhuǎn)缸→單向調(diào)速閥18→換向閥16(右)→行程節(jié)流閥19→油箱20、待料卸載(1、2)手臂反轉(zhuǎn)到位后,啟動行程開關(guān),8Y斷電,2Y接通。此時(shí),兩油泵同時(shí)卸荷。機(jī)械手動作循環(huán)結(jié)束,等待下一個(gè)循環(huán)。機(jī)械手的動作也可由微機(jī)程序控制,與相關(guān)主機(jī)聯(lián)為一體,其動作順序相同。3.4液壓系統(tǒng)特點(diǎn)分析:=1\*GB2⑴系統(tǒng)采用雙聯(lián)泵供油,手臂升降及伸縮時(shí)由兩個(gè)泵同時(shí)供油;手臂回轉(zhuǎn)、手腕回轉(zhuǎn)、手指松緊及定位缸工作時(shí),只有小流量泵2供油,大流量泵1自動卸載。由于定位缸和控制油路所需壓力較低,在定位缸支路上串聯(lián)有減壓閥8,使之獲得穩(wěn)定的壓力。=2\*GB2⑵手臂的伸縮和升降采用單桿雙作用液壓缸驅(qū)動,手臂的升降和伸縮速度分別由單向調(diào)速閥15、13、11實(shí)現(xiàn)回油節(jié)流調(diào)速;手臂及手腕的回轉(zhuǎn)由擺動液壓缸驅(qū)動,其正反向運(yùn)動亦采用單向閥17和18,23和24回油節(jié)流調(diào)速。=3\*GB2⑶執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位和緩沖是機(jī)械手工作平穩(wěn)可靠的關(guān)鍵。從提高生產(chǎn)率來說,希望機(jī)械手正常工作速度越快越好,但工作速度越快,起動和停止時(shí)的慣性就越大,振動和沖擊就越大,這不但會影響到機(jī)械手的定位精度,嚴(yán)重時(shí)還會損傷機(jī)件。因此機(jī)械手的定位精度和運(yùn)動平穩(wěn)性的要求,一般在定位前要采取緩沖措施。該機(jī)械手手臂伸出、手腕回轉(zhuǎn)由死擋鐵定位保證精度,端點(diǎn)到達(dá)前發(fā)信號切斷油路,滑動緩沖;手臂縮回和手臂上升由行程開關(guān)適時(shí)發(fā)信號,提前切斷油路,滑行緩沖并定位。另外,手臂伸縮缸和升降缸采用了電液換向閥換向,調(diào)節(jié)換向時(shí)間,亦增加緩沖效果。由于手臂的回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量較大,轉(zhuǎn)速較高,運(yùn)動慣性矩較大,系統(tǒng)手臂回轉(zhuǎn)缸除采用單向調(diào)速閥回油節(jié)流調(diào)速外,還在回油路上安裝行程節(jié)流閥19進(jìn)行減速緩沖,最后由定位缸插定位銷定位,滿足定位精度要求。=4\*GB2⑷為使手指夾緊缸夾緊工件后不受系統(tǒng)壓力波動的影響,保證牢固地夾緊工件,采用了液控單向閥21的鎖緊回路。=5\*GB2⑸手臂升降缸為立式液壓缸,為支承平衡運(yùn)動部件的自重,采用了單向順序閥12的平衡回路。3.5電氣系統(tǒng)原理圖各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作均由電控系統(tǒng)發(fā)信號控制相應(yīng)的電磁換向閥,按程序依次步進(jìn)動作。工業(yè)機(jī)械手電氣系統(tǒng)圖3.6電氣系統(tǒng)工作原理插定位銷(1、12)放下閘刀開關(guān)QG,按下起動按鈕SB2,中間繼電器12K得電,其常開觸點(diǎn)閉合,使電磁鐵1Y、2Y同時(shí)得電,兩泵同時(shí)卸載,機(jī)械手處于待料卸載狀態(tài)。同時(shí)繼電器KM得電,其常開觸點(diǎn)閉合,電機(jī)M運(yùn)轉(zhuǎn),運(yùn)輸棒料。當(dāng)棒料到達(dá)待上料位置時(shí),撞上行程開關(guān)12ST,12ST閉合,使中間繼電器12K斷電,電磁鐵2Y斷電,小泵停止卸載,大泵仍卸載,同時(shí)使中間繼電器11K得電,其常開觸點(diǎn)自鎖,使另外的常開觸點(diǎn)閉合,電磁鐵12Y得電,實(shí)現(xiàn)插定位銷。手臂前伸(5、12)當(dāng)定位缸的油壓達(dá)到一定值時(shí),壓力繼電器KP發(fā)訊,使行程開關(guān)6ST閉合,中間繼電器5K得電,其常開觸點(diǎn)閉合,電磁鐵5Y得電,實(shí)現(xiàn)手臂前伸。手指張開(1、9、12)經(jīng)一定時(shí)間,手臂伸縮缸上的碰塊碰到行程開關(guān)4ST,4ST閉合,中間繼電器4K得電,其常開觸點(diǎn)閉合,電磁鐵9Y得電,實(shí)現(xiàn)手指張開。手指抓料(1、12)經(jīng)一定時(shí)間,手指夾緊缸上的碰塊碰到行程開關(guān)5ST,5ST閉合,中間繼電器4K斷電,其常開觸點(diǎn)斷開,電磁鐵9Y斷電,實(shí)現(xiàn)手指抓料。手臂上升(3、12)經(jīng)一定時(shí)間,手指夾緊缸上的碰塊碰到行程開關(guān)2ST,2ST閉合,中間繼電器2K得電,其常開觸點(diǎn)閉合,電磁鐵3Y得電,實(shí)現(xiàn)手臂上升。手臂縮回(6、12)經(jīng)一定時(shí)間,手臂升降缸上的碰塊碰到行程開關(guān)7ST,7ST閉合,中間繼電器6K得電,其常開觸點(diǎn)閉合,電磁鐵6Y斷電,實(shí)現(xiàn)手臂縮回。手腕回轉(zhuǎn)(1、10、12)經(jīng)一定時(shí)間,手臂伸縮缸上的碰塊碰到行程開關(guān)8ST,8ST閉合,中間繼電器7K得電,其常開觸點(diǎn)閉合,電磁鐵10Y得電,實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)。拔定位銷(1)經(jīng)一定時(shí)間,手腕回轉(zhuǎn)缸上的碰塊碰到行程開關(guān)11ST,11ST閉合,中間繼電器10K得電,其常閉觸點(diǎn)斷開,電磁鐵12Y斷電,同時(shí)8ST斷開后,中間繼電器7K斷電,其常開觸點(diǎn)斷開,電磁鐵10Y斷電,實(shí)現(xiàn)拔定位銷。手臂回轉(zhuǎn)(1、7)經(jīng)一定時(shí)間,定位缸支路上無油壓后,壓力繼電器KP發(fā)訊,使行程開關(guān)10ST閉合,中間繼電器9K得電,其常開觸點(diǎn)閉合,電磁鐵7Y得電,實(shí)現(xiàn)手臂回轉(zhuǎn)。插定位銷(1、12)其過程同1。手臂前伸(5、12)其過程同7。手臂中停(12)經(jīng)一定時(shí)間,手臂伸縮缸上的碰塊碰到使行程開關(guān)6ST,中間繼電器5K斷電,其常開觸點(diǎn)斷開,電磁鐵5Y斷電,實(shí)現(xiàn)手臂中停。手指張開(1、9、12)其過程同3。手指閉合(1、12)其過程同4。手臂縮回(6、12)其過程同6。手臂下降(4、12)經(jīng)一定時(shí)間,手臂伸縮缸上的碰塊碰到使行程開關(guān)3ST,3ST閉合,中間繼電器8K得電,其常開觸點(diǎn)閉合,電磁鐵4Y得電,實(shí)現(xiàn)手臂下降。手腕反轉(zhuǎn)(1、11、12)經(jīng)一定時(shí)間,手臂升降缸上的碰塊碰到行程開關(guān)9ST,9ST閉合,中間繼電器8K得電,其常開觸點(diǎn)閉合,電磁鐵11Y得電;同時(shí),中間繼電器3K斷電,其常閉觸點(diǎn)閉合,電磁鐵1Y得電,實(shí)現(xiàn)手臂反轉(zhuǎn)。拔定位銷(1)其過程同8。手臂反轉(zhuǎn)(1、8)拔定位銷銷后,壓力繼電器KP發(fā)訊,行程開關(guān)11ST閉合,中間繼電器10K得電,其常開觸點(diǎn)閉合,電磁鐵8Y得電,實(shí)現(xiàn)手臂反轉(zhuǎn)。待料卸載(1、2)經(jīng)一定時(shí)間,手臂回轉(zhuǎn)缸上的碰塊碰斷行程開關(guān)11ST,中間繼電器10K斷電,其常開觸點(diǎn)斷開,常閉觸點(diǎn)閉合,電磁鐵8Y斷電,電磁鐵2Y得電,兩泵同時(shí)卸荷,實(shí)現(xiàn)待料卸載。3.7電氣系統(tǒng)特點(diǎn)分析:=1\*GB2⑴控制方式為點(diǎn)位程序控制。程序設(shè)計(jì)采用開關(guān)預(yù)選方式,機(jī)械手的自動循環(huán)采用步進(jìn)繼電器控制。步進(jìn)動作是由每一個(gè)動作完成后,使行程開關(guān)ST的觸點(diǎn)閉合而發(fā)出信號或依據(jù)每一步的動作預(yù)設(shè)停留時(shí)間。=2\*GB2⑵發(fā)信指令完成由相應(yīng)的中間繼電器K來實(shí)現(xiàn),受發(fā)指令的完成方式為機(jī)械手相應(yīng)動作結(jié)束的同時(shí)使步進(jìn)繼電器再動作,復(fù)位指令完成是給相應(yīng)的中間繼電器通電,使機(jī)械手回到工作準(zhǔn)備狀態(tài)。=3\*GB2⑶機(jī)械手除能實(shí)現(xiàn)自動循環(huán)外,還設(shè)有調(diào)整電路,可經(jīng)過手動按鈕SB進(jìn)行單個(gè)動作調(diào)試。=4\*GB2⑷液壓泵的供油與卸載和每步動作之間的對應(yīng)關(guān)系由控制電器保證:只有在2K、3K、4K、5K、6K、7K、8K、9K、10K等九個(gè)中間繼電器全部不通電(所有液壓缸不動作)時(shí),中間繼電器12K才通電,使電磁鐵1Y、2Y得電,大、小泵同時(shí)卸載;中間繼電器中任意一個(gè)通電(即任一液壓缸動作),12K則斷電,小泵停止卸載;中間繼電器2K、3K、5K、6K中任意一個(gè)通電(即手臂升降,手臂伸縮),大泵則停止卸載。=5\*GB2⑸手臂定位與手臂回轉(zhuǎn)由繼電器互鎖。在插定位銷后,定位缸壓力上升,壓力繼電器K升壓發(fā)令,一方面由常開觸點(diǎn)接通手臂升降、手臂伸縮、手指松夾、手腕回轉(zhuǎn)等部分的自動循環(huán)電氣線路;另一方面由常閉觸點(diǎn)斷開手臂回轉(zhuǎn)的電氣線路。同時(shí)在定位缸用電磁鐵12Y的線圈兩邊串聯(lián)有中間繼電器9K和10K(手臂回轉(zhuǎn))的常閉觸頭和11K(定位插銷)的常開觸頭,這些互鎖措施保證了任何情況下手臂回轉(zhuǎn)只在拔定位銷之后進(jìn)行。=6\*GB2⑹因機(jī)械手工作環(huán)境存在金屬粉塵,在電磁鐵Y的線圈兩邊各串聯(lián)了一個(gè)中間繼電器的常開觸頭,用以保證繼電器斷電之后常開觸頭可靠脫開,液壓缸即時(shí)停止工作。4、計(jì)算和選擇液壓元件液壓元件包括執(zhí)行元件、動力元件、控制元件、輔助元件、工作介質(zhì)。4.1執(zhí)行元件——液壓缸、液壓馬達(dá)工業(yè)機(jī)械手受力示意圖4.1.1手指夾緊缸∵∑Y=0∴2—G=0又=N∴N===5000N∵∑M(o)=0∴N×a—F×a=0∴F=2N=2×5000=10000N又===1.33∴F=13300N∵=4\*ALPHABETICD===41.15mm根據(jù)液壓行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),圓整為40mm.,查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》P選HSG型液壓缸。4.1.2手腕回轉(zhuǎn)缸當(dāng)手指夾著工件,手腕旋轉(zhuǎn)時(shí),液壓缸需克服的摩檫力矩最大。M=f×r==0.1×1500×0.1=15NM查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》選CM-C10C型液壓馬達(dá)。4.1.3手臂伸縮缸F=f==0.1×=200N∴=4\*ALPHABETICD===8.4mm根據(jù)液壓行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),圓整為10mm.,查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》P選HSG型液壓缸。4.1.4手臂升降缸=4\*ALPHABETICD===35.7mm根據(jù)液壓行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),圓整為40mm.,查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》P選HSG型液壓缸。4.1.5手臂回轉(zhuǎn)缸當(dāng)手指夾著工件,手臂旋轉(zhuǎn)時(shí),液壓缸需克服的摩檫力矩最大。M=f×r==0.1×4500×0.05=22.5NM查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》選CM-C18C型液壓馬達(dá)。4.1.6定位缸f==0.1×5000=500N=4\*ALPHABETICD====12.6mm根據(jù)液壓行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),圓整為20mm.,查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》P選HSG型液壓缸。液壓缸計(jì)算結(jié)果:型號速度比活塞缸內(nèi)徑(mm)活塞桿直徑(mm)活塞桿工進(jìn)速度(m/min)實(shí)際壓力(MPa)流量(L/min)手指夾緊缸HSG1.3340203103.76手臂伸縮缸HSG1.331051240.94手臂升降缸HSG1.33402036445.2定位缸HSG1.332010340.94液壓馬達(dá)計(jì)算結(jié)果:型號額定轉(zhuǎn)速(r/min)額定轉(zhuǎn)矩(NM)額定壓力(MPa)排量(mL/r)流量(L/min)手腕回轉(zhuǎn)缸CM-C10C180017.41010.919.6手臂回轉(zhuǎn)缸CM-C18C1800291018.232.84.1.7液壓缸的其它技術(shù)要求:=1\*GB2⑴缸筒與端蓋的連接形式由于機(jī)械手要求外形尺寸小,重量輕,故采用螺紋式連接=2\*GB2⑵缸筒、端蓋和導(dǎo)向套的基本要求缸筒內(nèi)孔一般采用鏜削、鉸孔、滾壓或磨等精密加工工藝制造,要求表面粗糙度在0.1～0.4,使活塞及其密封件、支承件能順利滑動,從而保證密封效果,減少磨損;缸筒要承受很大的液壓力,因此,應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。端蓋裝在缸筒兩端,形成封閉油腔,同樣承受很大的液壓力,因此,端蓋及其連接件都應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。導(dǎo)向套對活塞桿起導(dǎo)向和支承作用,一般采用摩檫系數(shù)小、耐磨性好的聚四氟乙烯制作。=3\*GB2⑶活塞和活塞桿的連接形式由于機(jī)械手工作時(shí)振動較大,要求連接強(qiáng)度高且具有減振能力,故選擇半環(huán)式連接=4\*GB2⑷活塞組件的密封在活塞的外圓表面一般開幾道寬0.3～0.5mm的環(huán)形溝槽,稱平衡槽,其作用如下:使活塞具有自位性能,由于活塞的幾何形狀和同軸度誤差,工作壓力油在密封間隙中的不對稱分布形成一個(gè)徑向不平衡力,稱為液壓卡緊力,它使摩檫力增大,開平衡槽后,使得徑向油壓力趨于平衡,使活塞能夠自動對中,減小摩檫力;由于同心環(huán)縫的泄漏要比偏心環(huán)縫小得多,活塞的對中減小了油液的泄漏量,提高了密封性能;自潤滑作用,油液儲存在平衡槽內(nèi),使活塞能自動潤滑。同時(shí)還采用Y型密封。Y形密封的截面為Y形,屬唇型密圈,主要用于往復(fù)運(yùn)動的密封。Y形圈的密封作用取決于它的唇邊對耦合面的緊密接觸程度。在壓力油作用下,唇邊對耦合面產(chǎn)生較大的接觸壓力,從而達(dá)到密封的目的。當(dāng)液壓力升高時(shí),唇邊與耦合面貼得更緊,接觸壓力更高,密封性能更好。=5\*GB2⑸緩沖裝置當(dāng)液壓缸拖動負(fù)載的質(zhì)量較大、速度較高時(shí),一般應(yīng)在液壓缸中設(shè)緩沖裝置,必要時(shí)還需在液壓缸傳動系統(tǒng)中設(shè)緩沖回路,以免在行程終端發(fā)生過大的機(jī)械碰撞,導(dǎo)致液壓缸損壞。緩沖的原理是當(dāng)活塞或缸筒接近行程終端時(shí),在排油腔內(nèi)增大回油阻力,從而降低液壓缸的運(yùn)動速度,避免活塞與缸蓋相撞。4.2動力元件——液壓泵液壓泵是標(biāo)準(zhǔn)件,其選擇依據(jù)是額定壓力和流量。4.2.1小泵當(dāng)手臂回轉(zhuǎn)、手腕回轉(zhuǎn)、手指松緊及定位缸工作時(shí),只有小流量泵供油。手臂回轉(zhuǎn)時(shí),液壓馬達(dá)的額定壓力為10MPa,流量為=nV=1800×18.2=32.8L/min手腕回轉(zhuǎn)時(shí),液壓馬達(dá)的額定壓力為10MPa,流量為=nV=1800×10.9=19.6L/min手指松緊時(shí),液壓缸的工作壓力為10MPa,流量為=A=×=××3×=3.76L/min定位缸工作時(shí),液壓缸的工作壓力為4MPa,流量為=A=×=×0.02×3×=0.94L/min實(shí)際流量:=×=1.1×32.8=36.08L/min實(shí)際壓力:=×=1.1×10=11MPa查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》選CB-30型液壓泵。工作時(shí)液壓泵所需的最大功率為:===8.27KW查《機(jī)械零件手冊》選Y160M型電機(jī)。4.2.2大泵當(dāng)手臂伸縮、手臂升降時(shí),大、小泵同時(shí)供油。手臂升降時(shí),液壓缸工作壓力為4MPa,流量為=A=×=××36×=45.2L/min。手臂伸縮時(shí),液壓缸工作壓力為4MPa,流量為=A=×=××12×=0.94L/min實(shí)際流量:=×=1.1×45.2=49.72L/min實(shí)際壓力:=×=1.1×4=4.4MPa查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》選CB-50型液壓泵。工作時(shí)液壓泵所需的最大功率為:===11.39KW查《機(jī)械零件手冊》選Y160L型電機(jī)。泵的計(jì)算結(jié)果:型號排量(mL/r)額定壓力(MPa)轉(zhuǎn)速(r/min)流量(L/min)小泵CB-3232.510145047.1大泵CB-5048.710145070.6電機(jī)的計(jì)算結(jié)果:型號功率(KW)轉(zhuǎn)速(r/min)小電機(jī)Y160M111500大電機(jī)Y160L1515004.3控制元件——方向閥、壓力閥、流量閥控制元件是標(biāo)準(zhǔn)件,其選擇依據(jù)是系統(tǒng)的最高工作壓力和經(jīng)過該閥的最大流量4.3.1方向控制閥電液換向閥:按P=11,q=70.6選DSHG-03-3c型電液換向閥2個(gè)(3位4通O型機(jī)能)電磁換向閥:按P=11,q=47.1選DSG-01-3c型電磁換向閥4個(gè)(其中3位4通O型機(jī)能2個(gè),2位3通2個(gè))單向閥:按P=11,q=47.1選S型單向閥4個(gè)液控單向閥:按P=11,q=47.1選SV10型液控單向閥1個(gè)4.3.2壓力控制閥壓力繼電器:按P=11,q=47.1選HED1K型壓力繼電器1個(gè);減壓閥:按P=11,q=47.1選DR10DP型直動式減壓閥1個(gè);卸荷溢流閥:按P=11,q=47.1,P=11,q=70.6選DA型先導(dǎo)式卸荷溢流閥各1個(gè);單向順序閥:按P=11,q=70.6選HGM-03-20型單向順序閥1個(gè)。4.3.3流量控制閥單向調(diào)速閥:按P=11,q=47.1選QA-H20型單向調(diào)速閥4個(gè),按P=11,q=70.6選QA-H20型單向調(diào)速閥3個(gè);行程節(jié)流閥:按P=11,q=47.1選ZGM-10型行程節(jié)流閥1個(gè)?？刂圃?jì)算結(jié)果:名稱工作壓力()流量(L/min)型號數(shù)量方向控制閥電液換向閥1170.6DSHG-03-3c2電磁換向閥1147.1DSG-01-3c4液控單向閥1147.1SV101單向閥1147.1S4壓力控制閥壓力繼電器1147.1HED1K1減壓閥1147.1DR10DP1卸荷溢流閥1170.6DA2單向順序閥1170.6HGM-03-201流量控制閥單向調(diào)速閥1147.1QA-H207行程節(jié)流閥1147.1ZGM-1014.4輔助元件——管道、管接頭、濾油器、油箱4.4.1管道由于本系統(tǒng)壓力一般,擬采用軟管。=1\*GB2⑴與手臂回轉(zhuǎn)缸、手指夾緊缸、手腕回轉(zhuǎn)缸、定位缸相連的軟管A=,得d=d——軟管內(nèi)徑,mV——管內(nèi)流速,Q——管內(nèi)流量,將V=2,Q=47.1=7.85×代入上式得d=0.0091m=9.1mm根據(jù)液壓行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),圓整為