【正文】 1Y、 9Y 帶電，泵 1 卸載，泵 2 供油，經(jīng)單向閥 6 電磁閥 20 左位，進入手指夾緊缸右腔。 進油路：泵 2→閥 6→減壓閥 8→閥 9→閥 25（右）→定位缸左腔。執(zhí)行機構相應由手臂升降機構、手臂伸縮機構、手臂回轉(zhuǎn)機構、手腕回轉(zhuǎn)機構、手指夾緊機構和回轉(zhuǎn)定位機構等組成，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) ?180 →拔定位銷→手臂回轉(zhuǎn) ?95 →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)復位→拔定位銷→手臂回轉(zhuǎn)復位→待料，泵卸載。 ⑷定位精度。 ⑶自由度。這項參數(shù)與機械手的運動速度有關，通常指正常運行速度所握取的工件重量。本 篇介紹的工業(yè)機械手屬圓柱坐標式、全液壓驅(qū)動機械手。工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設計 第 1 頁 共 21 頁 目 錄 前言 2 確定對液壓系統(tǒng)的工作要求 2 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 3 液壓系統(tǒng)原理圖 3 液壓系統(tǒng)電磁鐵動作順序表 4 液壓系統(tǒng)工作原理 4 液壓系統(tǒng)特點分析 7 電氣系統(tǒng)原理圖 8 電氣系統(tǒng)工作原理 8 電氣系統(tǒng)特點分析 10 計算和選擇液壓元件 11 —— 液壓缸、液壓馬達 11 件 —— 液壓泵 14 —— 方向閥、壓力閥、流量閥 16 —— 管道、管接頭、濾油器、油箱 17 —— 液壓油 18 液壓系統(tǒng)性能的驗算 19 19 19 19 結束語 19 致謝 19 參考文獻 20 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設計 第 2 頁 共 21 頁 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設計 施中秋 指導老師：梁棟 副教授 （華 南熱帶農(nóng)業(yè)大學工學院 海南儋州 571737） [摘要 ] 機械手是模仿人的手部動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運和操 作的自動裝置。本篇根據(jù)液壓系統(tǒng)設計的一般程序， 分四步詳細地介紹了工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設計過 程，其中第 3 步擬定液壓系統(tǒng)原理圖是重 點。 ⑵運動速度。確定工業(yè)機械手的手部在運動空間的位置和姿態(tài)的、獨立的變化參數(shù)就是工業(yè)機械手的自由 度。定位精度即重復定位精度，是衡量機械手工作質(zhì)量的又一項重要指標。 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設計 第 3 頁 共 21 頁 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)原理圖 手臂伸縮缸29手臂回轉(zhuǎn)缸30 手指夾緊缸32 手腕回轉(zhuǎn)缸31 定位缸33手臂升降缸3Y4Y5Y 6Y7Y 8Y 9Y10Y 11Y12Y1Y 2Y1 23 45 678925K2623 24222117 1816 20151413121110192728 工業(yè)機械手 液壓系統(tǒng)圖 液壓系統(tǒng)電磁鐵動作順序表 動作順序 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 7Y 8Y 9Y 10Y 11Y 12Y K26 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 + + + 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設計 第 4 頁 共 21 頁 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 + + 液壓系統(tǒng)工作原理 插定位銷（ 1 ?Y 、 12 ?Y ） 按下油泵起動按鈕后，雙聯(lián)葉片泵 2 同時供油，電磁鐵 1Y、 2Y 帶電，油液經(jīng)溢流閥 3 和 4 至油箱，機械手處于待料卸荷狀態(tài)。 此時，插定位銷以保證初始位置準確?；赜吐窂淖笄煌ㄟ^液控單向閥 21 及閥 20左位進入油箱。此時，泵 1 和泵 2 同時供油到升降缸。此時，泵 2單獨供油至閥 22 左端，通過閥 24 進入手腕回轉(zhuǎn)油缸，使手腕回轉(zhuǎn) ?180 。泵 2 的壓力油進入閥 6 經(jīng)換向閥 16 左端通過單向調(diào)速閥 18 最后進入手臂回轉(zhuǎn)缸，使手臂回轉(zhuǎn) ?95 。 1手指張開（ 1 ?Y 、 9 ?Y 、 12 ?Y ） 接到繼電器信號后， 1Y、 9Y 通電，手指張開同 3。 1手臂下降（ 4 ?Y 、 12 ?Y ） 手臂縮回碰到行程開關， 6Y 斷電， 4Y 通電。 進油路：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 1拔定位銷（ 1 ?Y ） 手腕反轉(zhuǎn)碰到行程開關后， 11Y、 12Y 斷電。 進油路：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 待料卸載（ 1 ?Y 、 2 ?Y ） 手臂反轉(zhuǎn)到位后，啟動行程開關， 8Y 斷電， 2Y 接通。 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設計 第 7 頁 共 21 頁 液壓系統(tǒng)特點分析： ⑴ 系統(tǒng)采用雙聯(lián)泵供油，手臂升降及伸縮時由兩個泵同時供 油；手臂回轉(zhuǎn)、手腕回轉(zhuǎn)、手指松緊及定位缸工作時，只有小流量泵 2 供油，大流量泵 1 自動卸載。從提高生產(chǎn)率來說， 希望機械手正常工作速度越快越好，但工作速度越快，起動和停止時的慣性就越大，振動和沖擊就越大，這不僅會影響到機械手的定位精度，嚴重時還會損傷機件。由于手臂的回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量較大，轉(zhuǎn)速較高，運動慣性矩較大，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。 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設計 第 8 頁 共 21 頁 手腕反轉(zhuǎn)插定位銷手腕回轉(zhuǎn)手指張開手臂反轉(zhuǎn)手臂回轉(zhuǎn)手臂縮回手臂前伸手臂下降手臂上升大泵卸載小泵卸載兩泵卸載11K12YKHMKP11K1K11K12ST11SB10SB 10K9K11ST10ST9SBP8K9ST8SB7K8ST7SB6K7ST6SB5K6ST5SB4K5ST4K4ST4SB3K3ST3SB2K2ST2SB1KKP1ST1SBP43調(diào)整自動11K10K9K11K8K11Y8K7K10Y7K4K9Y4K10K8Y10K9K7Y9K6K6Y6K5K5Y5K4Y 3K3K3Y 2K2K12K12K2K3K1Y6K5K12K2Y12K4K6K8K7K12K9K10K5K3K2KKMSB2SB1KM4312總停信號燈電源信號燈2FU1FUKRKMQG 工業(yè)機械手電氣系統(tǒng)圖 電氣系統(tǒng)工作原理 插定位銷（ 1 ?Y 、 12 ?Y ） 放下閘刀開關 QG，按下起動按鈕 SB2，中間繼電器 12K 得電，其常開觸點閉合，使電磁鐵 1Y、 2Y 同時得電，兩泵同時卸載，機械手處于待料卸載狀態(tài)。 手指張開（ 1 ?Y 、 9 ?Y 、 12 ?Y ） 經(jīng)一定時間，手臂伸縮缸上的碰塊碰到行程開關 4ST,4ST 閉合，中間繼電器 4K 得電，其常開觸點閉合，電磁鐵 9Y 得電，實現(xiàn)手指張開。 手腕回轉(zhuǎn)（ 1 ?Y 、 10 ?Y 、 12 ?Y ） 經(jīng)一定時 間，手臂伸縮缸上的碰塊碰到行程開關 8ST,8ST 閉合，中間繼電器 7K 得電，其常開觸點閉合，電磁鐵 10Y 得電，實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)。 1 手臂前伸（ 5 ?Y 、 12 ?Y ） 其過程同 7。 1 手臂縮回（ 6 ?Y 、 12 ?Y ） 其過程同 6。 1 手臂反轉(zhuǎn)（ 1 ?Y 、 8 ?Y ） 拔定位銷銷后，壓力繼電器 KP 發(fā)訊，行程開關 11ST 閉合，中間繼電器 10K 得電，其常開觸點閉合，電磁鐵 8Y 得電，實現(xiàn)手臂反轉(zhuǎn)。步進動作是由每一個動作完成后，使行程開關 ST 的觸點閉合而發(fā)出信號或依據(jù)每一步的動作預設停留時間。 ⑸ 手臂定位與手臂回轉(zhuǎn)由繼電器互鎖。 計算和選擇液壓元件 工業(yè)機械手液壓系統(tǒng)設計 第 11 頁 共 21 頁 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)。 手腕回轉(zhuǎn)缸 當手指夾著工件，手腕旋轉(zhuǎn)時，液壓缸需克服的摩檫力矩最大。 手臂升降缸 D=PF?4 =440004 ??? = 根據(jù)液壓行業(yè)技術標準，圓整為 40mm.,查《機械設計手冊 》 P 28617? 選 HSG 型液壓缸。 定位缸 f= G? = 5000=500N D=PF?4 =pf?4 =45004 ??? = 根據(jù)液壓行業(yè)技術標準，圓整為 20mm.,查《機械設計手冊》 P 28617? 選 HSG 型液壓缸。 ⑶ 活塞和活塞桿的連接形式 由