【正文】 蘭連接的選擇法蘭的種類分為灰鑄鐵管法蘭和鋼制管法蘭兩種，而鋼制管法蘭又分為平面整體鋼制管法蘭、凸面整體鋼制管法蘭、凹凸面整體鋼制管法蘭、環(huán)聯(lián)接整體鋼制管法蘭等。 升降缸中(液壓缸及活塞桿工作)密封元件密封可分為靜密封和動密封。由于花鍵軸在執(zhí)行轉(zhuǎn)動的時候緊固性高，而且能帶動的力比較大，所以花鍵比一般的平鍵更好。該系統(tǒng)的具有手臂升降，手臂回轉(zhuǎn)兩個自由度。液壓機械手一般采用單泵和雙泵供油，由于我們設(shè)計的機械手動作比較少，所以采用單泵且并聯(lián)供油，這樣可以有效的降低系統(tǒng)的供油壓力，此時為了保證多缸運動的系統(tǒng)不干涉，實現(xiàn)同步或非同步運動，需要采用“O”型換向閥。該角度是由PLC的定時器所控制，在定時器時間到達后4DT自動斷電，此時換向閥7處于中位。由于手臂升降缸為立式液壓缸，為了支承平衡手臂運動部件的自重，該系統(tǒng)在手臂升降中采用了單向順序閥11的平衡回路。液壓缸的流速V=110m/s,所以有： 回轉(zhuǎn)缸的流速為V： ，則 所以最大流量為： (—，)；直動式溢流閥的響應(yīng)快，一般宜作制動閥、安全閥用；先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性好，宜作調(diào)壓閥、背壓閥等用。流量閥的進出口需要有一定的壓差，高精度流量閥約需1MPa的壓差。在某些特殊場合，還要用安全防爆型、耐壓防爆型、無沖擊型以及節(jié)能型等電磁鐵。 本章小結(jié)液壓系統(tǒng)是由液壓傳動系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)組成的。6 機械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 電氣系統(tǒng)工作原理由于該設(shè)計要求機械手換刀時間為3秒，根據(jù)具體時間分配如下：手臂順、逆時針旋轉(zhuǎn)90176。手臂逆轉(zhuǎn)90176。所以YA2和時間繼電器KT2得電，實現(xiàn)手臂下降，完成拔刀動。完成換刀動作。所以YA4失電。YA5失電。整個換刀過程結(jié)束，電機反轉(zhuǎn)時同正轉(zhuǎn)順序一樣。它是利用生產(chǎn)機械的某運動部件對開關(guān)操作機構(gòu)的碰撞而使觸頭動作，發(fā)出控制指令的主令電器。圖13為PLC的系統(tǒng)構(gòu)成框圖。系統(tǒng)程序由生產(chǎn)廠家固化在ROM內(nèi)，讀寫存儲器用來存放用戶程序，它通過外接的專用編程器寫入。PLC提供三種類型的輸出：機械觸頭繼電器，無觸點型交流開關(guān)；無觸點型直流開關(guān)，以供驅(qū)動不同類型的負載。PLC的運算器具有很強的邏輯運算功能，但其他的運算功能一般比微機少。2. PLC的應(yīng)用領(lǐng)域：⑴ 開關(guān)量的邏輯控制 用PLC取代傳統(tǒng)的繼電接觸器進行邏輯控制，這是它的最廣泛的應(yīng)用。⑷ 定時/計數(shù)控制 用PLC的定時/計數(shù)指令來實現(xiàn)定時和計數(shù)控制。⑻ 監(jiān)控 能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的運行情況，并能在線修改控制程序和設(shè)定值。由于該設(shè)計中PLC輸入和輸出的點數(shù)不多，所以我選擇日本三菱公司的小型PLC，F(xiàn)40M；(X)F40M的元件編號采用8進制,輸入繼電器編號微X400X407，X500X507，X410X413，X510X513共24點輸入。4. 集中特殊輔助繼電器M70：運行監(jiān)視。 M77：禁止全部輸出。開關(guān)量輸入輸出模塊的外部接線分為匯點式和分離式兩種，匯點式各輸入輸出回路有一個公共端COM，并通用一個電源。自然，梯形圖的設(shè)計規(guī)則和設(shè)計方法就成為PLC程序設(shè)計的核心內(nèi)容。由于輸入輸出點數(shù)不多，所以選擇的是日本三菱公司小型PLC，F(xiàn)40M。這次畢業(yè)設(shè)計是我們大學(xué)四年來進行的最綜合、最大型、最全面的、用時最長的一次設(shè)計。這次我設(shè)計的小型加工中心的換刀機械手，設(shè)計包括了手臂手爪、液壓傳動、花鍵軸、液壓系統(tǒng)控制與PLC控制等?？刂埔彩沁@次設(shè)計的重點之一，它包括液壓系統(tǒng)控制和PLC控制，其中最難的一部分是PLC控制。由于我的時間經(jīng)驗比較缺乏，理論知識不夠全面和深入，設(shè)計中肯定還存在不少的缺點和問題，希望能夠得到老師的批評和指正。讓自己大學(xué)四年來所學(xué)的知識得到了學(xué)以致用。在他的細心指導(dǎo)下，我們的設(shè)計一步一步的接近了尾聲。最后我要感謝我的爸爸媽媽，是你們含辛茹苦的把我拉扯大，沒有你們的辛勤培養(yǎng)就沒有今天的我。其次，我要感謝我同組的同學(xué)，每當(dāng)遇到問題的時候他們都會不厭其煩的為我解答，你們的熱心、真誠讓我感動。他嚴謹細致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。設(shè)計的過程是艱難的，我們遇到了很多的艱難險阻。對這些有了一定的認識和了解后，接下來的問題就迎刃而解了。這要求我們查閱相當(dāng)多的相關(guān)資料，對液壓傳動系統(tǒng)的了解要清晰、要全面。我們通過不同的途徑查閱相關(guān)的資料，如：圖書館的館藏資料、網(wǎng)上圖書館以及查閱我們四年來所學(xué)的書本知識等；豐富了自己的知識面，提高了解決問題的能力和自學(xué)能力。根據(jù)設(shè)計要求畫出了梯形圖，以及根據(jù)梯形圖來編寫程序。PLC是專門為工業(yè)控制設(shè)計的一種計算機系統(tǒng)，是一種通用的控制產(chǎn)品。以下是機械手PLC控制的接線圖：圖14 PLC接線圖梯形圖編程是各種PLC的通用編程方式，由于它直觀、易懂。但是M，T，C仍繼續(xù)工作。M71：初始化脈沖。3. 定時器（T）元件編號為T450T45,，T550T557共16點。 PLC時間控制工作循環(huán)框圖PLC的指令元件一般都要針對一個元器件二言的，每個器件又器件名稱的編號。⑹ 通信及聯(lián)網(wǎng) 通過PLC之間的聯(lián)網(wǎng)及計算機的聯(lián)接，實現(xiàn)遠程控制或數(shù)據(jù)交換。⑵ 數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換 能進行A/D和D/A轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)對模擬量的控制。編程器除了用來輸入和編輯用戶程序外，還可用來監(jiān)視PLC工作時各種編程元件的工作狀態(tài)。微處理器（CPU)是PLC的 控制中樞，它包括運算器和控制器。輸入端子接受各種有觸點的和無觸點的開關(guān)是信號或連續(xù)變化的模擬量信號，輸入到輸入狀態(tài)寄存器或輸入數(shù)據(jù)寄存器中。電源組件內(nèi)還裝有備用電池(鋰電池),以保證在斷電的情況下，存放在讀寫存儲器(RAM)中的信息仍能保持。 可編程控制器（PLC）可編程控制器是在繼電器控制和計算機控制的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的新型工業(yè)自動控制裝置，早期的可編程序控制器在功能上只能實現(xiàn)邏輯控制，因而被稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller),簡稱PLC。在本次設(shè)計中我們選擇模擬式的傳感元件，這種檢測元件的成本比較低、實用性高。實現(xiàn)檢查復(fù)位完成沒有。實現(xiàn)手臂順轉(zhuǎn)90176。同一時間延時動合觸點KT3閉合，動斷觸點KT4和限位開關(guān)SQ2閉合，所以YA4得電，時間繼電器KT4也得電。同一時間延時動合觸點KT2閉合，動斷觸點KT3閉合，所以YA3和時間繼電器KT3得電。YA1失電。電氣控制原理圖如圖12所示：圖12 電氣原理圖該電氣系統(tǒng)的工作原理如下：先合上電源開關(guān)QG，按下啟動按鈕SB2，KM1得電吸合并自鎖。因此傳動系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容和方法只需略作調(diào)整，伺服系統(tǒng)使液壓傳動系統(tǒng)中的有關(guān)裝置精確地、平穩(wěn)地按某種給定的規(guī)律變化，它和伺服系統(tǒng)一樣涉及的主要是系統(tǒng)的動態(tài)問題。外泄式液控單向閥與內(nèi)泄式相比，其控制壓力低，工作可靠，選用時可優(yōu)先考慮。70 以下時可用電磁換向閥，否則需用電液換向閥。溢流閥的流量應(yīng)按液壓泵的最大流量選取，并應(yīng)注意其允許的最小穩(wěn)定流量，一般來說，最小流量為額定流量的15％以上。其中最大流量必要時允許短期超過額定流量的20％，否則會引起發(fā)熱、噪聲、壓力損失等增大和閥的性能的下降。其它的幾個動作如手臂旋轉(zhuǎn)、手臂上升的控制都是由控制相應(yīng)電磁閥的通斷改變壓力油的方向?qū)崿F(xiàn)換刀動作。電磁閥的通電或斷電由PLC編制的程序控制，從而使機械手動作。完成一個工作循環(huán)！上述動作均由電控系統(tǒng)發(fā)訊號控制相應(yīng)的電磁鐵，按順序依次步進動作而實現(xiàn)的，動作順序可以根據(jù)工藝要求而改變。5 機械手液壓控制系統(tǒng)設(shè)計 液壓系統(tǒng)圖的擬定首先我們應(yīng)該確定換刀機械手的工作過程,選定液壓執(zhí)行元件、油源類型、調(diào)速方案和液壓基本回路確定之后，在增添一些必要的元件和配置一些輔助性油路，如控制回路、測壓回路等把它們有機結(jié)合在一起。對密封材料的要求一般是：（1）材料致密性好，不易泄漏介質(zhì)；（2）有適當(dāng)?shù)臋C械強度和硬度；（3）壓縮性和回彈性好；本次設(shè)計中我選擇的密封元件是（摘自 ）。參考機械設(shè)計手冊。又由于花鍵軸在徑向受到抗扭矩的作用且作用在花鍵最小截面上產(chǎn)生最大剪應(yīng)力，即 ， （24）式中 ——螺釘數(shù)目；——螺釘寬度；則有： 所以 故設(shè)計合理。軸常用的材料是3450優(yōu)質(zhì)碳素鋼，最常用的是45鋼。所以有： 又 螺釘?shù)膹姸葪l件為 由已知條件可得： 故設(shè)計滿足要求。則有 根據(jù)設(shè)計需要取 動片輸出軸聯(lián)接螺釘計算 動片是輸出軸用螺釘聯(lián)接的結(jié)構(gòu)，聯(lián)接螺釘一般對稱安裝，并用銷釘定位。 回轉(zhuǎn)缸壁厚的計算對于低壓系統(tǒng)或當(dāng)時，回轉(zhuǎn)缸的壁厚有： （15） ——缸筒試壓力，當(dāng)時，當(dāng)時， []——缸筒材料的許用應(yīng)力，20鋼，[]=100Mpa；由于設(shè)計需要，雖其工作壓力較小，為了滿足穩(wěn)定性，強度及結(jié)構(gòu)的要求取。 液壓回轉(zhuǎn)缸的設(shè)計 回轉(zhuǎn)缸內(nèi)徑的計算作用在動片上的載荷力矩有以下關(guān)系：， （11）式中——工作阻力矩（） ——所有回轉(zhuǎn)缸密封處的摩擦阻力矩（）， ， ，； ——參與回轉(zhuǎn)運動的零部件，在啟動時產(chǎn)生的慣性力矩（）；； （12）——齒輪回轉(zhuǎn)時，在啟動運動過程中的角加速度（）；——角速度變化量（），；——啟動過程時間，一般為令； ——參與回轉(zhuǎn)運動零部件，對回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量（）；——參與回轉(zhuǎn)運動的刀柄對重心轉(zhuǎn)動慣量（）；——刀柄與機械手的總重量（）；——刀柄與機械手的重心到回轉(zhuǎn)軸的距離（）由理論力學(xué)得公式，則 （13） 由于背壓力有如下規(guī)定：。 油口直徑的計算液壓缸的油口直徑根據(jù)活塞最高運動速和油口最高液流速度而定， （9）因為，其中，； 式中 ——無桿腔活塞有效作用面積； ——有桿腔活塞有效作用面積； ——活塞直徑 （）； ——活塞桿直徑 （）；由行程L初定換刀過程所用時間為1秒,。 則設(shè)計符合要求?；钊麠U直徑的強度在高壓系統(tǒng)中要進行校核：