畢業(yè)設(shè)計(jì)---液壓機(jī)械手直線運(yùn)動(dòng)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-24 04:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 夾緊缸 60 4 3. 制定系統(tǒng)方案 根據(jù)該液壓系統(tǒng)的主機(jī)工作要求和工況分析 .液壓系統(tǒng)主要包括 3 個(gè)液 壓缸 ,伸縮缸 ,升降缸 ,夾持缸 ,液壓系統(tǒng)采用單泵供油 . 為了保證多缸運(yùn)動(dòng)互不干擾 ,實(shí)現(xiàn)同步或非同步運(yùn)動(dòng) , 換向閥采用中位機(jī)能為“ O”型換向閥 .由于整個(gè)系統(tǒng)采用單泵供油 .各缸所需流量相差較大 ,因此各缸選擇節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)速 .此外 ,系統(tǒng)還設(shè)置了鎖緊保壓回路 .平衡回路 .以防止斷電 ,失壓等意外發(fā)生 . 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的確定 本系統(tǒng)液壓驅(qū)動(dòng)動(dòng)作 均為直線運(yùn)動(dòng) ,各直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均采用單活塞桿雙作用 液壓缸直接驅(qū)動(dòng) . 升降缸 動(dòng)作回路 表一 7 升降缸要求實(shí)現(xiàn)平穩(wěn) ,可靠上升和下降 .要克服慣性沖擊等 .其運(yùn)動(dòng)方向直接 由電液換向閥直接驅(qū)動(dòng) .回路設(shè)置單向節(jié)流閥用以調(diào)速和設(shè)置一定的背壓 .另外 ,為防止垂直防止的液壓缸及其工作部件因自行下落或在下行云多功能藏獒功能因自重造成失控失速 ,特別在升降缸動(dòng)作回路中采用外控式順序閥來實(shí)現(xiàn)平衡控制 .并控制其通流速度 ,限制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度 ,由于外控式順序閥不但具有很好的密封性 ,能起到對(duì)活塞很長時(shí)間的鎖緊定位作用 .而且閥開口大小能自動(dòng)適應(yīng)不同 載荷對(duì)背壓壓力的要求 ,保證了活塞下降速度的穩(wěn)定性不受載荷變化影響 . 伸縮缸動(dòng)作回路 在機(jī)械手臂伸出和縮回的過程中 ,運(yùn)動(dòng)速度也較快 ,平穩(wěn)性要求也不高 ,故只 采用了單向節(jié)流閥來調(diào)速 ,也能設(shè)置一定的背壓 . 夾緊缸動(dòng)作回路 . 手 指夾緊缸夾緊工件后不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響 ,保證牢固地夾緊工件 ,采用了液控單向閥 鎖緊回路 . 系統(tǒng)安全方案 本系統(tǒng)為保證安全生產(chǎn) ,在溢流閥的遠(yuǎn)程調(diào)控口設(shè)置了一個(gè)兩位兩通的 手動(dòng) 換向閥 ,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)意外時(shí) ,可以直接用手動(dòng)換向閥打開溢流閥的遠(yuǎn)程調(diào)控口 ,直接讓系統(tǒng)卸荷 .從而保證安全 . 該液壓系統(tǒng) 在整個(gè)工 作循環(huán)中徐友亮變化較大 ,另外在夾緊后又要求有較長 時(shí)間的保壓 .雖采用單泵供油 ,但是在需要快速運(yùn)動(dòng)時(shí)可以采用蓄能器和泵同時(shí)供油 . 液壓系統(tǒng)圖見附錄 圖一 機(jī)械手原位 手臂伸出 手臂下降 手指夾緊 手臂縮回 手臂下降 手指松開 手臂上升 圖 8 4. 液壓系統(tǒng)工作原理 1. 按下啟動(dòng)按鈕后，泵啟動(dòng)給系統(tǒng)供油，同時(shí) 1YA]得電。閥 1處左位，油液通 過單向閥，缸 1左腔進(jìn)油，控制機(jī)械手臂伸出。當(dāng)活塞伸出碰到定位擋塊 ，左腔持續(xù)進(jìn)油，回路壓力升高，當(dāng)油液壓力達(dá)到壓力繼電器 (K1)的調(diào)定壓力時(shí)，壓力繼電器 K1 動(dòng)作。 1YA 失電，液壓閥 1 處中位，缸 1 鎖緊。同時(shí)使 3得電。 2. 閥 2 處左位，油液經(jīng)過節(jié)流閥 .，缸 2 下油腔進(jìn)油， 當(dāng)回路壓力達(dá)到順序的 開 啟壓力時(shí)，順序閥打開，控制機(jī)械手下降， 當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下極限位置碰到定位擋塊 時(shí)，液壓缸 2 內(nèi)持續(xù)進(jìn)油，回路壓力升高，當(dāng)油液壓力達(dá)到壓力繼電器 動(dòng)作。 5YA 得電。 3. 閥 3 處左位，油液經(jīng)過單向閥進(jìn)入液壓缸 3的左腔?？刂茩C(jī)械手手指夾緊工 產(chǎn)品 ，當(dāng)活塞碰到行程開關(guān) S2時(shí)， 5YA 失電，閥 3 處中位。同時(shí) 4YA 得電。 4. 閥 2 處右位油液經(jīng)過右邊的單向閥流入缸 2的上腔，控制機(jī) 械手上升，當(dāng)缸 2的活塞運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)，壓力繼電器 K3動(dòng)作，控制 4YA 失電，閥 2處中位，同時(shí) 2YA 得電， 5. 閥 1 處右位，油液經(jīng)過單向閥進(jìn)入液壓缸 1的右腔，控制機(jī)械手縮回，當(dāng)活 塞 運(yùn)動(dòng)到左端極限位置時(shí) ,液壓繼電器 K1 動(dòng)作 ,控制 3YA 得電 . 6. 閥 2 處左位，油液經(jīng)過節(jié)流閥，缸 2下油腔進(jìn)油，當(dāng)回路壓力達(dá)到順序閥的 開啟壓力時(shí)，順序閥打開，控制機(jī)械手下降，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)，液壓缸2 內(nèi)持續(xù)進(jìn)油，回路壓力升高，當(dāng)油液壓力達(dá)到壓力繼電器 K4 動(dòng)作。同時(shí) 6 得電。 7. 閥 3 處右位，夾緊缸在液壓力下縮回，機(jī)械手指在彈簧張力下自動(dòng)回 位，從 而使機(jī)械手松開工件。當(dāng)液壓缸 3 退回碰到 1S 時(shí)，控制 2YA 得電，從而使得液壓缸 1上升（即復(fù)原位），等待下一個(gè)循環(huán)。 4. 液壓元件 的 計(jì)算與選擇 液壓泵及電動(dòng)機(jī)的選擇 液壓泵的最大工作壓力： 1 4. 5 0. 5 5 ( )pp p M P a? ? ? ? ? ?? 根據(jù)系統(tǒng)工況，最大流量 確定液壓泵的最大供油量 maxq 9 maxq kq? m a x 1 .2 4 2 5 0 .4 ( L / m in )q ? ? ? 考慮到系統(tǒng)泄漏的修正系數(shù)，取 k ? . 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)工況可 確定液壓泵的類型，然后根據(jù)算出的 p 和 qmax ,參照產(chǎn)品樣本，即可選擇液壓泵的規(guī)格和型號(hào) . 在整個(gè)工作循環(huán)中，液壓泵的工作壓力和流量比較穩(wěn)定 ,則液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率為 635 1 0 5 0 . 4 1 0 5 . 2 5 ( )0 . 8 6 0p pqP k w??? ? ? ?? ? ?? 選用標(biāo)準(zhǔn) 的電動(dòng)機(jī) . 確定油箱的有效容 積 已知所選泵的總流量為 (L/min),這樣液壓泵沒分鐘排出來壓 力油 的體積為 3m ,根據(jù)液壓設(shè)計(jì)手冊(cè) ,取 a=5,算出有效面積為 : 35 ( )V aq m? ? ? ? 部分液壓系統(tǒng)元件 列表 元件名稱 公稱流量濾油器 40溢流閥 63電磁換向閥1 22電磁換向閥2 25電磁換向閥3 40液控單向閥 40壓力繼電器單向節(jié)流閥 30單向順序閥 50CPT030450HCT03A322型號(hào)XUCJ45*50BSYF310L23D0D8C34DF30E10BD34DF30E11BD 10 第二章 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng) 控制要求 機(jī)械結(jié)構(gòu)在圖 21中，機(jī)械手的所有動(dòng)作均采用液壓驅(qū)動(dòng)。它的上升 /下降，左 移 /右移和夾緊 /放松均采用雙線圈三位電磁閥推動(dòng)液壓缸完成。當(dāng)某個(gè) 電磁閥線圈通電時(shí)，就一直保持當(dāng)前的機(jī)械動(dòng)作，直到相反動(dòng)作的線圈通電為止。例如當(dāng)下降電磁閥通電后，機(jī)械手下降，即使線圈再斷電后，仍保持當(dāng)前的下降動(dòng)作狀態(tài)，直到上升電磁閥線圈通電為止。夾緊 /放松電磁閥處中位具有保持前一個(gè)動(dòng)作的功能。 為了保證動(dòng)作準(zhǔn)確到位，機(jī)械手上安裝了壓力繼電器 (視為限位開關(guān)） SQSQ SQ SQ4，分別對(duì)機(jī)械手進(jìn)行下降、上升、右行、左行等動(dòng)作的限位，并給出了動(dòng)作到位的信號(hào)。另外，還安裝了光電開關(guān) SP負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)工作臺(tái) B上的工件是否已移走 ,從而產(chǎn)生無工件信號(hào) ,為下一個(gè)工件的下放做好準(zhǔn)備 . 工藝過程 機(jī)械手的動(dòng)作順序、檢測(cè)元件和執(zhí)行元件的布置如圖 22所示。機(jī)械手的初始位置在原位，按下起動(dòng)按鈕后，機(jī)械手將依次完成：手臂伸出 → 手臂下降 → 手臂夾緊 → 手臂上升 → 手臂縮回 → 手臂下降 → 手臂松開手臂上升 8 個(gè)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手一個(gè)周期的動(dòng)作。機(jī)械手的下降、上升、右移、左移的動(dòng)作轉(zhuǎn) 換靠限位開關(guān)來控制，而夾緊放松動(dòng)作的轉(zhuǎn)換是由時(shí)間繼電器來控制的 . 圖 21 機(jī)械手的工作示意圖 11 為了保證安全，機(jī)械手右移到位后，必須在工作臺(tái) B上無工件時(shí)才能下降。若上一次搬到右工作臺(tái)上的工件尚未移走，則機(jī)械手應(yīng)自動(dòng)暫停等待。為此設(shè)置了一只光電開關(guān)，以檢測(cè)“無 工件”信號(hào)。 控制要求 工作臺(tái) A、 B上工件的傳送不用 PLC控制。機(jī)械手要求按一定的順序動(dòng)作，其流程圖如圖 23 所示。 起動(dòng)時(shí)，機(jī)械手從原點(diǎn)開始順序動(dòng)作。停止時(shí)，機(jī)械手停止在現(xiàn)行工步上。 23 控制系統(tǒng)流程圖 圖 22系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 12 重新起動(dòng)時(shí)，機(jī)械手按停止前的動(dòng)作繼續(xù)進(jìn)行。 為滿足生產(chǎn)要求，機(jī)械手設(shè)置有手動(dòng)工作和自動(dòng)工作兩種方式，而自
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