机械手液压控制系统设计
五自由度液压搬运机械手”设计
五自由度液压搬运机械手”设计首先,结构设计是机械手设计的基础,决定了机械手的运动能力和稳定性。
五自由度液压搬运机械手通常由基座、旋转臂、移动臂、升降臂和手爪等五个部分组成。
基座用于支撑机械手,使其能够固定在工作台上。
旋转臂具有360度无级旋转能力,可以实现机械手在平面内的旋转运动。
移动臂可以沿着旋转臂的轴线进行水平移动。
升降臂可以沿着移动臂的轴线进行上下升降运动。
手爪可以张合,用于抓取和释放物品。
这五个部分的组合可以实现机械手在三维空间内的自由移动和搬运物品的能力。
其次,控制系统设计是机械手实现各项功能的关键,涉及了位置控制、速度控制和力控制等方面。
位置控制是指控制机械手的各个部件按照预定轨迹进行移动,使机械手能够到达指定的位置。
速度控制是指控制机械手的各个部件的运动速度,以实现对机械手的运动精度和响应速度的控制。
力控制是指机械手能够根据搬运物品的重量和形状调整手爪的力度,以实现安全和稳定的搬运操作。
控制系统设计需要结合传感器和执行器,通过信号的传输和处理,实现对机械手的精准控制。
最后,动力系统设计是为机械手提供所需的动力和能源,以实现其运动和搬运的功能。
液压系统是一种常见的动力系统,可以利用液体的压力和流动性质来驱动机械手的各个部件。
液压系统需要包括液压泵、液压缸和液压阀等组件,以实现对机械手的动力输出和控制。
动力系统设计还需要考虑能源的供给,可以采用电动机、气动元件等形式。
总结起来,五自由度液压搬运机械手的设计涉及结构设计、控制系统设计和动力系统设计三个方面。
通过合理地设计和优化这些方面,可以实现机械手的多方向移动和搬运物品的能力,提高生产效率和工作安全性。
液压机械手PLC控制系统的设计
液压机械手PLC控制系统的设计概述本文档旨在介绍液压机械手PLC(可编程逻辑控制)控制系统的设计。
液压机械手是一种常见的工业设备,通过液压系统实现运动控制,而PLC作为控制系统的核心,负责控制信号的处理和输出。
设计要求液压机械手PLC控制系统的设计要满足以下要求:1. 稳定性:系统必须具有高稳定性,以确保机械手的运动精准度和安全性。
2. 功能性:系统需要具备多种功能,如位置控制、速度调节等,以满足不同场景的需求。
3. 可扩展性:系统应具备良好的可扩展性,以便于将来的升级和功能增加。
4. 易维护性:设计应考虑到系统的维护和故障排除,以便于后续维护工作的进行。
硬件设计液压机械手PLC控制系统的硬件设计包括以下方面:1. 选型:选择适合的PLC设备,根据需求选用不同型号和规格的PLC,确保其性能和稳定性。
2. 传感器:选择合适的传感器,如位移传感器、压力传感器等,用于采集机械手运动状态和环境信息。
3. 执行器:选择合适的液压阀、液压泵等执行器,保证系统能够精确控制机械手的各项动作。
4. 电气线路:设计合理的电气线路,确保信号传输的可靠性和稳定性。
软件设计液压机械手PLC控制系统的软件设计包括以下方面:1. PLC程序设计:使用PLC编程软件,根据机械手的运动逻辑和控制要求,编写PLC程序,实现各项功能。
2. 信号处理:对传感器采集的信号进行处理和分析,以获取机械手的状态信息。
3. 控制算法:设计合理的控制算法,根据机械手的控制需求,实现位置控制、速度调节等功能。
4. 用户界面:设计友好的用户界面,方便操作人员对机械手进行参数设置和监控。
系统测试与调试设计完成后,需要进行系统测试与调试,以验证系统的功能和性能:1. 单元测试:对各个模块进行单元测试,确保其功能正常。
2. 组装测试:将各个模块组装成完整的系统,对整个系统进行综合测试。
3. 调试优化:根据测试结果进行系统调试和优化,确保系统的稳定性和性能满足设计要求。
热处理机械手---液压系统设计
热处理上下料机械手的液压系统设计摘要作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段,液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。
与其他传动控制技术相比,液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势,因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。
液压机械手主要用于将沉重的零件或者是重复简单的劳动的设备,适用于热处理炉的上下料和一般工件工序的自动化生产。
本文根据热处理上下料机械手的用途﹑特点和要求,利用液压传动的基本原理,拟定出合理的液压系统图,再经过必要的计算来确定液压系统的参数,然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。
热处理上下料机械手的设计是轨道小车移动,液压支撑架的上下移动,结构简单,方便快捷,并应用自动电气控制,达到机电液一体化的生产,自动化程度高。
关键词液压系统;过载保护;机电液一体化Heat Treatment Unloading ManipulatorHydraulic SystemAbstractAs one of the modern machinery equipment transmission and control important technical means, hydraulic technology in the field of national economy has been widely used. Compared with other transmission control technology, hydraulic technology has high energy density, flexible and convenient configuration, large speed range, rapid and smooth work ability, easy to be controlled and overload protection, easily realized automation and electromechanical integration ,system integration design ,easy maintenance in manufacturing operation and other significant advantages in technology , which make it become the basic technology of modern mechanical engineering and the basic technology of modern control engineering.The hydraulic press and pressure machine is the main equipment for molding plastic injection and repressing material formation, such as stamping, bending, flanging, metal sheet drawing, etc. Also it can be engaged in the adjustment, the mounting indentation, the grinding wheel formation, the swaging metal parts formation, the plastic products and the powder products suppressed formation. This article according to the usage, characteristics and requirements of the purposes of the YB32-150 type hydraulic pressure press machine uses the basic principle of hydraulic transmission, draws up a reasonable hydraulic system and undergoes the necessary calculation to determine the parameters of hydraulic system which determine to choose hydraulic components and system structure of the specification. The hydraulic system of YB32-150 hydraulic pressure press Machine is rectangulararrangement .its' external appearance is new and original beautiful, the driving force system adopts hydraulic pressure system that makes the structure simple and compact, the action quick and reliable. This machine is equipped with the foot switch which can realize the semiautomatic craft movement circulation.Keywords hydraulic system;overload protection;electromechanical integration目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (6)1.1 液压传动的发展概况 (6)1.2 液压传动在机械行业中的应用 (6)1.3 液压机械手的发展及工艺特点 (7)1.4 液压系统的基本组成 (8)1.5 本章小结 (8)第2章液压系统的计算和元件选型 (9)2.1 确定液确定液压缸主要参数 (9)2.1.1 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 (9)2.1.2 液压缸实际所需流量计算 (10)2.2 液压元件的选择 (10)2.2.1 确定液压泵规格和驱动电机功率 (10)2.2.2 阀类元件及辅助元件的选择 (12)2.2.3 管道尺寸的确定 (12)2.3 液压系统的验算 (16)2.3.1 系统温升的验算 (17)2.4 本章小结 (17)第3章机械手的液压系统原理设计 (19)3.1 热处理上下料机械手的基本结构 (19)3.2 确定液压系统原理 (19)3.2.1 液压油的选择 (19)3.2.2 确定供油方式 (19)3.2.3 同步回路的设计 (20)3.2.4 保压回路的设计 (20)3.3 液压系统图的总体设计 (21)3.3.1 升降缸运动工作循环 (21)3.3.2 伸缩缸运动工作循环 (22)3.3.3 夹紧缸工作循环 (22)3.4 本章小结 (23)第4章液压站结构设计 (24)4.1液压站的结构型式 (24)4.2 液压泵的安装方式 (24)4.3 液压油箱的设计 (24)4.3.1液压油箱有效容积的确定 (24)4.3.2 液压油箱的外形尺寸设计 (25)4.3.3 液压油箱的结构设计 (25)4.4 液压站的结构设计 (27)4.4.1 电动机与液压泵的联接方式 (27)4.4.2 液压泵结构设计的注意事项 (28)4.4.3 电动机的选择 (28)4.5 本章小结 (29)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)第1章绪论1.1液压传动的发展概况液压传动和气压传动称为流体传动,是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术,是工农业生产中广为应用的一门技术。
液压上料机械手设计
液压上料机械手设计首先,液压上料机械手的机械结构需要考虑到负载能力、稳定性和精度。
机械结构应该能够承受所需的负载,并且稳定地进行动作。
同时,机械结构还需要具备一定的精度,以确保准确地定位和移动料块。
常见的机械结构包括平行四杆机构、曲柄连杆机构等,根据实际需求选择最适合的机构。
其次,液压系统是液压上料机械手的核心部分,主要负责提供动力和控制机械手的运动。
液压系统由液压泵、液压缸、液压阀等组成。
液压泵负责将液压油从油箱抽取并送到液压缸中,液压缸通过液压阀控制液压油的流动,从而实现机械手的运动。
液压系统需要考虑到稳定性、效率和安全性。
选用合适的液压泵和液压缸,以满足工作负荷要求,并且确保液压系统的稳定性和高效性。
最后,液压上料机械手的控制系统是整个机械手的大脑,主要负责机械手的运动控制和协调。
控制系统可以采用PLC控制,也可以采用微处理器控制。
控制系统需要根据不同的应用场景确定机械手的动作轨迹和运动速度,以及对料块进行合适的抓取和放置动作。
同时,控制系统还需要与液压系统进行配合,确保机械手的稳定运行。
除了以上几个方面的设计,还需要考虑到机械手的安全性和可靠性。
液压上料机械手在操作过程中应该具备防止料块掉落和碰撞的安全措施,以及故障自动停机的保护机制。
此外,液压上料机械手应该经过可靠性测试,以确保在长时间运行和高强度工作条件下能正常运行。
综上所述,液压上料机械手的设计是一个综合考虑机械结构、液压系统、控制系统等方面的过程,需要满足工作负载要求、稳定性、精度、安全性和可靠性等方面的要求。
设计师需要根据实际需求进行合理的设计和选择,以确保机械手能够满足生产需求,并提高生产效率。
液压位置控制系统
工作原理
工作原理
通过液压泵将机械能转化为液压能,经过液压阀的调节,将液压能传递到执行 机构,驱动执行机构运动,实现位置的精确控制。
关键元件
液压泵、液压阀、执行机构等。
应用领域
工业自动化
用于自动化生产线、机械手、数控机床等领域,实现 高精度、高效率的生产。
航空航天
用于飞机和航天器的起落架、襟翼等关键部位的位置 控制。
执行元件是将液压泵输出的压力能转换为机械能的装置,常见的执行元件有液压缸和液 压马达。液压缸可以将液体的压力能转换为直线运动的机械能,而液压马达则可以将液
体的压力能转换为旋转运动的机械能。
辅助元件
总结词
除上述三种元件外,其他所有元件均称为辅助元件
详细描述
辅助元件是液压系统中除动力元件、控制元件和执行元件之外的其他元件,包括 油箱、过滤器、管路、密封件等。这些元件在液压系统中起着重要的作用,如储 存液压油、过滤油液、连接和固定管道等。
控制元件
总结词
控制液流方向、压力和流量的装置
详细描述
控制元件是液压系统中的重要组成部分,用于控制液体的流动方向、压力和流量。常见的控制元件有溢流阀、节 流阀、换向阀等。这些元件通过调节液体的压力和流量,实现对液压执行元件的运动速度和方向的控制。
执行元件
总结词
将液体的压力能转换为机械能的装置
详细描述
军事装备
用于坦克、装甲车等重型装备的位置控制,提高装备 的机动性和作战能力。
02 液压位置控制系统的组成
动力元件
总结词
提供液压能的装置
详细描述
动力元件也称为液压泵,是液压系统的动力源,能够将原动机(如电动机、内燃机等)输入的机械能 转换为液体的压力能,为整个液压系统提供动力。液压泵的种类很多,常见的有齿轮泵、叶片泵、柱 塞泵等。
轴瓦体机械手液压系统设计
轴瓦体机械手液压系统设计摘要轴瓦体机械手是模仿人的手部动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。
它特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中,以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业,因此获得日益广泛的应用。
机械手一般由执行机构、驱动系统、控制系统及检测装置三大部分组成,智能机械手还具有感觉系统和智能系统。
本篇介绍的工业机械手属圆柱坐标式、全液压驱动机械手。
本篇根据液压系统设计的一般程序,分四步详细地介绍了工业机械手液压系统设计过程,其中第3步拟定液压系统原理图是重点。
关键词机械手;液压;电气目录摘要...... . (I)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 机械手的定义与分类 (2)1.3 机械手应用及组成结构 (3)1.4 机械手的发展趋势 (4)1.5 轴瓦体 (5)第2章机械手的工作特点及基本动作 (6)2.1 机械手的工况特点及要求 (6)2.2 轴瓦体传送机械手的基本动作 (6)2.3 液压系统分析 (9)第3章液压系统原理设计 (10)3.1 手部抓取缸 (10)3.2 腕部摆动液压回路 (11)3.3 小臂伸缩缸液压回路 (12)3.4 总体系统图 (13)第4章抓取机构设计 (15)4.1 手部设计计算 (15)4.1.1 对手部设计的要求 (15)4.1.2 拉紧装置原理 (15)4.2 腕部设计计算 (17)4.3 臂伸缩机构计算 (18)第5章机身机座的机构设计 (21)5.1 常用的定位方式 (21)5.2 影响平稳性和定位精度的因素 (21)5.3 机械手运动的缓冲装置 (22)第6章机械手的控制 (23)致谢 (24)参考文献 (25)第1章绪论1.1课题背景随着现代工业技术的发展,工业自动化技术越来越高,生产工况也有趋于恶劣的态势,这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求,同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。
机械手(码垛机)液压与PLC系统的设计与仿真
组员:xxx
目录
液压系统的设计 PLC控制 触摸屏
引言
PLC控制的机械手(码垛机)工作性能稳定、 结构简单、灵活多样、故障率低、维修经费低、 易保养、维修。整个控制操作可在触摸屏上实现, 操作简单,通用性强。通过更换机械手的抓手即 可完成对不同货物的码垛及拆垛,相对降低了生 产成本,降低了客户的购买成本。 基于 PLC 的机械手控制系统具有较高的性价 比,在自动化生产线上得到较好地应用。本文介 绍以 PLC 为控制核心的机械手控制系统设计。
机械手结构图
整个机械手结构由机械手躯干及机械手夹紧机构组成。其中机械手 (码垛机)用于生产 上将工件从A点搬运到B点。结构示意图如图所示:
流程图
根据结构示意图及对机械手的控制要求分析,机械手的动作流程如图所 示:
本次设计要求
1)当检测到信号时,机械手下降并夹紧,夹紧到 位上升,到达上限位时机械手实现左移动并下降 松开砖(放5层),原路返回到原点,并循环此工 作过程。 2)在机械手运行过程中,若按下急停按钮,则油 泵电机停止运转和机械手停止运行。 3)要实现手动工作过程和自动工作过程。 4)按下停止按钮则停止工作。
报警视图
谢谢观看!
Plc外部接线图
I/O分配表
自动顺序功能图 /自动回原点顺序功能图
触摸屏
本次设计利用Wincc flexible组态软件的MP 270” Touch与S7-200相连接实现对外围设 备的控制操作。
系统主界面
右图为系统主画面点击 操作画面进入操作画 面,点击报警视图, 进入报警画面。
操作画面
2.液压原理图
电磁铁动作顺序表
液压元件选型表
冲压机械手---液压系统设计
冲压机械手—液压系统设计摘要机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
通过编程来完成各种动作,它的准确性和多自由度,保证了机械手能在各种不同的环境中工作。
机械手在工业生产中应用较多,机械手的使用能够显著提高生产效率,减少人为因素造成的废次品率。
机械手可以完成很多工作,它在自动化车间中用来运送物料,从事多种工艺操作。
它的特点是通过编程来完成各种预期的作业,在构造和性能上兼有人和机器人的部分优点,尤其体现了人的灵活协调和机器人的精确到位。
机械手是在机械自动化生产中逐步发展出的一种新型装置。
现代生产过程中机械手被广泛的应用到自动生产线中。
机械手目前虽然不如人手的灵活多变,但它具有重复性,无疲劳,不惧危险,有大的抓举力量,因此越来越多的被广泛运用。
机械手技术涉及机械学、力学、自动控制技术、传感技术、电气液压技术,计算机可编程技术等,是一门跨学科综合技术。
本课题在执行机构由电动和液压组成的结构基础上将PLC应用于其自动控制系统,完成机械手系统的硬件及软件设计。
关键词PLC;数控;自动卸料;机械手目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2机械手的发展 (2)1.3机械手的分类 (2)1.3.1按规格分类 (3)1.3.2按用途分类 (3)1.4 课题设计的目的及意义 (3)第2章机械手概述 (4)2.1 机械手的组成 (4)2.2应用机械手的意义 (4)第3章任务分析 (5)3.1动作分析 (5)3.2运动节拍 (5)3.3总体方案 (5)3.3.1方案一 (5)3.3.2方案二 (5)3.4方案比较 (5)3.5本章小结 (5)第4章总体设计 (6)4.1 总体设计的思路 (6)4.2 技术指标 (6)4.3本章小结 (6)第5章液压系统设计 (7)5.1手指部分 (7)5.1.1设计要求: (7)5.1.2工况分析: (7)5.1.3计算外负载: (7)5.1.4运行时间 (7)5.1.5确定液压系统参数 (8)5.1.6拟定液压系统原理图 (10)5.1.7选择液压件 (10)5.1.8压力损失验算 (11)5.2手腕 (11)5.2.1设计要求 (11)5.2.2工况分析 (11)5.2.3手腕驱动力矩的计算 (11)5.2.4液压缸所产生的驱动力矩计算 (12)5.2.5拟定的液压原理图为 (13)5.2.6选择液压件 (13)5.2.7压力损失验算 (14)5.3手臂伸缩 (15)5.3.1设计要求 (11)5.3.2工况分析 (11)5.3.3计算外负载 (15)5.3.4运行时间 (16)5.3.5确定液压系统参数 (16)5.3.6拟定液压系统原理图 (18)5.3.7选择液压件 (18)5.3.8压力损失验算 (19)5.4手臂回转 (19)5.4.1设计要求 (19)5.4.2工况分析 (19)5.4.3手臂驱动力矩的计算 (19)5.4.4液压缸所产生的驱动力矩计算 (20)5.4.5拟定的液压原理图为 (21)5.4.6选择液压件 (21)5.4.7压力损失验算 (22)5.5定位 (23)5.5.1设计要求 (23)5.5.2工况分析 (23)5.5.3计算外负载 (23)5.5.4运行时间 (23)5.5.5确定液压系统参数 (24)5.5.6拟定液压系统原理图 (25)5.5.7选择液压件 (25)5.5.8压力损失验算 (26)5.6手臂升降 (27)5.6.1设计要求 (27)5.6.2工况分析 (27)5.6.3计算外负载 (27)5.6.4运行时间 (28)5.6.5确定液压系统参数 (28)5.6.6拟定液压系统原理图 (29)5.6.7选择液压件 (29)5.6.8压力损失验算 (30)5.7确定油箱容量 (31)5.8本章总结 (31)第六章PLC控制回路的设计 (32)6.1电磁铁动作顺序 (32)6.2 梯形图 (35)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)第1章绪论1.1课题背景随着我国社会经济的迅猛发展,人民物质文化生活水平日益提高,随着工业自动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大。
基于液压控制的农业机械手的设计
基于液压控制的农业机械手的设计赵东辉1,金长虹1,靳建峰1,刘军2(1.郑州电力高等々科学校,郑州450004;2河南农业大学,郑州450002)摘要:探讨r农业机械手的造型、液压回路及控制部分的设计。
该机械手主要采用了CA D/C A E软件来进行设计分析,提高了设计的效率、可行性和科学性。
为此,针对当前农业的产品种类逐渐增加的发展趋势,对本机械手进行手部可调整设计.从而可以采摘不同形状的农业产品。
s7—200型号的PL C和液压技术在该机械手中的应用,使设备整体结构紧凑,工作更加稳定.通过机电仿真软件建立机械手总装模型并完成仿真.为该机械手的实际牛产提供了重要参考。
关键词:农业机械手;C A D/C A E;液压技术;结构分析;PL C中圈分类号:TP39172:$126文献标识码:A文章编号:1003-188X【2012)02-0101一040引言随着农业机械化及自动化的高速发展,农业产品在收割和采摘中越来越多地采用了自动化采摘收割机械来取代人的重复劳动。
而机械手是在机械化和自动化生产过程中发展起来的一种新型装置…。
近年来,机器人的研制和生产已经迅速发展起来,成为高科技领域的一门新兴技术,从而更加促进了机械手的发展。
机械手虽然还不如人手那样灵活,但具有在条件比较恶劣的环境下不断重复工作、载重量大、定位精确和工作稳定等特点。
因此,机械手在农业生产上已经逐渐得到了广泛的应用。
目前,大棚种植的农作物更容易实行机械化及自动化。
在大棚安装类似于自动化生产线的一些轨道,轨道上安装自动采摘机械手,操作人员可在电脑上控制机械手运动的轨迹及手抓动作对农作物进行采摘,从而实现了足不出户就可以完成作物采摘,大大提高了劳动者的工作舒适性”1。
1机械手整体结构组成该机械手主要由底座、躯干部分和手抓部分组成。
如图1所示。
机械手的底座由步进电机控制,可以沿轨道实现z轴和Y轴方向的运动,同时液压缸(4)和(5)可以实现沿z轴方向的运动;液压缸(3)收缩,可以使机械手抬起到水平位置,伸出可以将机械收稿日期:201I—03-31基盒项目:河南省教育厅白然科学项目(2007460013)作者简介:赵东辉(1979一),男.河北邯郸人,讲师.硕士,(E—m ai l) t dh308@163co s。
六自由度装夹机械手液压系统设计
机床与液压
MACHI NE T 00L & HYDRAUL I CS
Байду номын сангаас
NO V . 2 0 1 3
V0 1 . 4 1 No . 2 2
D OI :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1—3 8 8 1 . 2 0 1 3 . 2 2 . 0 2 7
中图分类号 :T H1 3 7 文献标识码 :B 文章编号 :1 0 0 1 — 3 8 8 1( 2 0 1 3 )2 2—0 7 4— 4
De s i g n o f Hy dr a u l i c S y s t e m f o r S i x - DoF Cl i p Ma ni p ul a t o r
化。利 用三维设 计软件 S o l i d Wo r k s 进行液压 系统结构设计 ,从结构 方案 的确定 、主要部件 的设计计算 以及系统 原理 图的确 定 和电液伺 服系统 P I D控制等几个方面对六 自由度装夹机械 手液压系统进行 了详 细 的分 析 ,确保其性能 良好 。实验 和应用 证明 :该液压系统运转平稳 ,稳定性和调节性能较好 ,密封可靠 ,使 用效 果 良好。 关键词 :机械手 ;液压系统 ;结构设计 ;尺寸计算
六 自由度装 夹 机械 手液 压 系统 设 计
高勇 ,李 园园 ,张伟 民 ,陈琪
( 1 .中 国地 质 大学机械 与 电子 信 息学 院 ,湖北 武汉 4 3 0 0 7 4;
2 .南京航 空航 天 大学航 空 宇航 学院 ,江 苏南京 2 1 0 0 1 6 )
摘 要 :六 自由度装 夹机械手是一种新 型 的上下 料工作 装置 ,其 供料 过程 用液 压系统 控制 ,从 而 实现大 批量 供料 自动
工业机械手液压系统设计
本科毕业设计(论文)通过答辩目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (1)引言 (2)1.机械手设计要求分析 (3)1.1 设计目的和要求 (3)1.2机械手简介与分析 (3)2. 液压系统设计 (3)2.1确定工作循环周期 (4)2.2工况分析 (4)2.3拟订液压系统工作原理图 (4)2.4选择标准的液压元件 (5)2.5 液压缸尺寸的确定及安全强度的校核 (5)3. 集成块设计 (7)3.1设计分析 (7)3.2设计计算 (8)3.3设计步骤 (10)3.4液压集成块加工工艺 (12)4. 液压集成块 CAD技术 (13)总结 (15)致谢 (15)参考文献 (16)工业机械手液压系统设计摘要:本文主要介绍了上下料用机械手的设计过程,它包括了对于整个系统的工作要求和情况的分析,通过系统的工作过程确定整个液压系统的结构设计。
分析整个循环过程,确定系统工作原理图,根据系统参数要求选择标准的液压元件,完成液压系统的装配图。
液压集成块作为现在液压系统的主要部件,当前液压集成块应用开发受到了国内外液压界的广泛重视,液压集成块的CAD的研究与开发已为液压工程设计提供了有力的支持,在对机械手液压系统集成块设计过程中,能够与实际的加工工艺相结合。
并且对现在的液压集成块的CAD技术有很好的认识。
关键词:工业机械手,驱动,集成块,原理1Design of The Industry ManipulatorAbstract:This text introduce upper and lower material spend design process of manipulator , it include to whole job requirements and analysis of situation of system mainly, confirm the whole structural design systematic in hydraulic pressure through the working course of the system. Analyse whole cyclical process , confirm systematic operation principle picture , require the hydraulic pressure component of the standard for selection according to systematic parameter, finish the installation diagram systematic in hydraulic pressure. Hydraulic pressure integrate piece as now main part , hydraulic pressure of system , hydraulic pressure at present integrate pieces of application and development receive domestic and international hydraulic pressure extensive attention of circle, hydraulic pressure integrate research and development of CAD of piece already offer effective support for engineering design of the hydraulic pressure, while design the system integration one of hydraulic pressure of the manipulator, can combine with real processing technology . And CAD integrating one to the present hydraulic pressure has very good understanding.Keyword: Industry manipulator ,Drive , Hydraulic manifold block , Elements2引言工业机器人一般指用于机械制造业中代替人完成具有大批量、高质量要求的工作,如汽车制造、摩托车制造、舰船制造、某些家电产品(电视机、电冰箱、洗衣机)、化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、包装、码垛等作业的机器人。
六自由度液压驱动机械手液压及电控系统设计
六自由度液压驱动机械手液压及电控系统设计摘要随着科技的不断发展和进步,液压系统在各种领域上得到了广泛的应用。
因为液压系统体积小、重量轻、精度高、响应速度快、驱动力大、调速范围宽、寿命长和易于安全保护等优势,液压系统必然成为工程机械、各种机床和国防尖端产品等领域的主流技术。
所以液压系统的研究和应用也将成为今后科学技术发展的趋势,并有很大的发展空间和需求。
对于六自由度水下机械手的技术分析和对于设计的要求,本文设计了一种液压驱动六自由度机械手的液压与控制系统。
设计时,必须从实际情况出发,充分发挥液压传动的优点,力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、修理和维护方便的液压传动系统。
本文介绍了国内外水下作业机械、水下作业系统、常用的水下机械手的发展现状,整理并总结了国内外水下机械手的发展状况,提出了水下搬运机械手运行的思路,设计出水下液压机械手的液压传动控制系统,并对主要的技术参数进行了计算和校核。
本论文主要完成了如下工作:(1)六自由度液压驱动机械手的液压系统总体方案的确定与分析设计。
(2)六自由度液压驱动机械手的液压及其电控系统的分析设计。
(3)六自由度液压驱动机械手控制阀箱单向阀、减压阀、液控单向阀和电磁换向阀等元件的选型及分析计算。
(4)液压控制阀箱结构设计及液压控制阀箱零部件及油路块装配体的三维建模及二维图绘制。
(5)PLC控制系统的机型选型及编程。
关键词:六自由度水下液压机械手控制系统第一章前言1.1 选题背景、研究意义选题背景人类关注海洋,是因为陆上的资源有限,海洋中却蕴藏着丰富的矿产资源、生物资源和能源。
另一个重要原因是,占地球表面积 49%的海洋是国际海底区域,该区域内的资源不属于任何国家,而属于全人类。
但是如果哪一个国家有技术实力,就可以独享这部分资源。
因此争夺国际海底资源也是一项造福子孙后代的伟大事业。
水下机器人作为一种高技术手段,在海底这块人类未来最现实的可发展空间中起着至关重要的作用,发展水下机器人的意义是不言而喻的。
工业机械手控制系统硬件设计
工业机械手控制系统硬件设计随着科技的不断发展,工业机械手控制系统在现代化生产过程中扮演着愈发重要的角色。
机械手控制系统的主要任务是引导机械手进行精确的操作,从而实现生产过程的自动化和高效化。
以下是关于工业机械手控制系统硬件设计的主要内容和要点。
在硬件设计之前,首先要明确机械手控制系统的需求。
例如,系统的输入类型、输出类型、处理速度、精度、抗干扰能力等。
根据这些具体需求,才能确定所需的硬件设备和组件。
微处理器:微处理器是控制系统的核心,它负责接收输入信号、处理数据并给出输出信号。
常用的微处理器有单片机、嵌入式处理器等。
选择微处理器时,需要考虑处理速度、内存容量、外设接口等因素。
传感器:传感器用于检测机械手的运动状态和位置信息。
常见的传感器有光电编码器、光栅尺、角度传感器等。
选择传感器时,需要考虑精度、响应速度、量程等因素。
驱动器:驱动器用于驱动机械手的运动机构。
常见的驱动器有电机驱动器、气缸驱动器等。
选择驱动器时,需要考虑驱动能力、控制精度、响应速度等因素。
I/O接口:I/O接口用于连接外部设备和控制系统。
常见的I/O接口有RS-RS-CAN等。
选择I/O接口时,需要考虑通讯速率、稳定性、抗干扰能力等因素。
根据已选择的硬件设备和组件,进行硬件电路设计。
设计中需要注意信号的匹配、电平的转换、电源的稳定性等问题。
对于复杂的控制系统,可以采用模块化的设计方法,将整个系统划分为多个功能模块,每个模块设计独立的电路,最后进行模块间的连接和调试。
工业环境中的干扰因素较多,如电磁干扰、电源波动等。
为了提高控制系统的稳定性和可靠性,需要进行抗干扰设计。
常见的抗干扰措施有:选用低噪声器件、合理布线、添加滤波电容、使用磁珠等。
硬件设计完成后,需要进行调试和测试,以确保系统的功能和性能符合预期。
调试过程中,需要对每个硬件设备和组件进行逐一测试,观察其工作状态和参数是否正常。
同时,要测试整个控制系统的协调性和稳定性,以确保机械手在各种工况下都能正常运行。
机械手PLC控制系统设计
机械手PLC控制系统设计一、本文概述随着工业自动化程度的不断提高,机械手在生产线上的应用越来越广泛。
作为一种重要的自动化设备,机械手的控制精度和稳定性对于提高生产效率和产品质量具有至关重要的作用。
因此,设计一套高效、稳定、可靠的机械手PLC控制系统显得尤为重要。
本文将详细介绍机械手PLC控制系统的设计过程,包括控制系统的硬件设计、软件设计以及调试与优化等方面,旨在为相关领域的工程师和技术人员提供有益的参考和借鉴。
本文首先将对机械手PLC控制系统的基本构成和工作原理进行概述,包括PLC的基本功能、选型原则以及与机械手的接口方式等。
接着,将详细介绍控制系统的硬件设计,包括PLC的选型、输入输出模块的选择、电源模块的设计等。
在软件设计方面,本文将介绍PLC 编程语言的选择、程序结构的设计、控制算法的实现等关键内容。
本文将介绍控制系统的调试与优化方法,包括PLC程序的调试、机械手的运动调试、控制参数的优化等。
通过本文的介绍,读者可以全面了解机械手PLC控制系统的设计过程,掌握控制系统的硬件和软件设计方法,以及调试与优化的技巧。
本文还将提供一些实用的设计经验和注意事项,帮助工程师和技术人员在实际应用中更好地解决问题,提高控制系统的性能和稳定性。
二、机械手基础知识机械手,也称为工业机器人或自动化手臂,是一种能够模拟人类手臂动作,进行抓取、搬运、操作等作业的自动化装置。
在现代工业生产中,机械手被广泛应用于各种环境和使用场景,以实现生产线的自动化、提高生产效率、降低人力成本以及保障操作安全。
机械手的构成主要包括执行机构、驱动系统、控制系统和位置检测装置等部分。
执行机构是机械手的动作执行部分,通过模拟人类手臂的旋转、屈伸、抓放等动作,实现物体的抓取和搬运。
驱动系统为执行机构提供动力,常见的驱动方式有电动、气动和液压驱动等。
控制系统是机械手的“大脑”,负责接收外部指令,控制驱动系统使执行机构完成预定动作。
位置检测装置则负责检测执行机构的精确位置,为控制系统提供反馈信号,以确保机械手的作业精度。
液压搬运机械手的设计毕业设计
液压搬运机械手的设计毕业设计概述设计思路液压搬运机械手的设计需要考虑机械结构的稳定性、足够的搬运能力以及精确的控制手段。
在机械结构设计上,可以采用双臂结构,每个臂都由多个连接杆连接,并通过液压缸控制连接杆的运动。
液压缸可以根据需要进行扩展和收缩,以实现机械手的伸缩功能。
同时,机械手还可以配备夹具设备,以适应不同形状和重量的物体。
在液压系统设计上,需要选择适当的液压元件,如液压缸、液压泵、液压控制阀等。
液压泵负责提供稳定的液压动力,液压控制阀用于控制液压系统的工作状态。
为了提高机械手的搬运能力,可以选择高效的液压缸,并根据需求确定合适的液压缸数量和工作压力。
在控制系统设计上,可以采用电脑控制或PLC控制。
通过编制相应的程序和算法,实现机械手的自动化操作。
控制系统可以实现机械手的定点抓取、移动和放置等功能。
此外,还可以加入传感器设备,用于实时监测和反馈机械手的位置、运动状态等信息,以提高机械手的精确性和安全性。
设计过程首先,需求分析是设计过程的第一步。
需要明确机械手的搬运能力、工作环境、操作要求等。
这些需求将决定机械手的功能和性能指标。
然后,预算计划是设计过程的另一个重要环节。
需要估算机械手所需的材料和设备的成本,并根据预算计划确定设计方向。
接下来,进行机械结构设计。
可以利用CAD软件进行机械结构的建模和分析,确定连接杆和夹具的位置、尺寸和角度。
并通过强度分析和动力学模拟,验证机械结构的可行性和稳定性。
然后,进行液压系统设计。
根据机械手的搬运能力需求,选择合适的液压元件。
可以利用液压系统仿真软件进行液压系统的设计和优化,确保液压系统的工作稳定和有效。
最后,进行控制系统设计。
根据机械手的操作要求,选择合适的控制方式和设备。
可以通过编程和调试,实现机械手的自动化操作和控制。
设计成果结论液压搬运机械手的设计涉及到机械结构、液压系统和控制系统等多个方面。
通过合理的设计思路和设计过程,可以实现一个具有高效、精确和安全的液压搬运机械手。
四自由度搬运机械手液压系统设计
最大 工作半 径 :70mm 10 手臂 最大 中心 高度 :00mm 10 手臂 运动参 数 :
伸缩 行程 :0 m 70m
伸缩 速度 :.0m s 0 3 / 升 降行程 :5 m 3 0m 升 降速 度 :.5m s 0 0 /
图 1 四 自由度 搬 运 机 械 手 结 构 示 意 图
A
力确, 内 / 来定 缸径 油
l 3 /
式中: P— — 活塞 承受 的最 大推 力 ( , =P + + N)P +P 2+P , 中 , 、 1 、 P 分 别 为 作用 在 活 3其 PlT 、 P 、3 塞 上 的总推 力 、 活塞 密封 与油缸 内孔 的摩 擦力 、 塞杆 活 与 缸盖 或导 套处 的摩 擦 力 、 回油 腔 中 的背 压力 和运 动 部 件 的惯性 力 ; 为油 缸 的机 械 效率 ;p为 油 缸进 出 叼 △
2 1 液压缸 的设 计计 算 . 1 )液压 缸 内径 D及 活塞杆 直径 设计 计算 油 缸 的 内径 D 由油 缸 所 需 输 出 的 最 大 拉 力 或 推
:
孚。 :
华 :
×2 0 . 5
×6 0 . 0
4. 0 1 9 6 X 0~m /s
升 降缸 的流量 :
运机 械手液 压 系统原 理 图如图 3所 示 。
收稿 日期 :0 1 53 2 1 - -0 0
图 2 机 械 手 夹 持 部 分 结 构 图
作者简介 : 耿跃峰 ( 98 ) 男 , 17 一 , 河南汝州人 , 师 , 讲 主要从 事 机械 电子及其控制方面的教学与研 究工作 。
4 2
液压与 气动
21 0 2年第 2期
机械手液压控制系统设计
机械手液压控制系统设计引言:机械手是一种常见的工业自动化设备,广泛应用于各个领域,如生产线上的物料搬运、组装和加工等。
在机械手中,液压控制系统是至关重要的一部分,通过液压控制系统,可以实现机械手的高效运动控制和力的传递。
本文将介绍一种机械手液压控制系统的设计方案。
一、设计要求1.高效控制:液压控制系统需要具有快速响应,确保机械手的准确定位和稳定运动;2.精确力控制:可以实现对机械手进行精确的力控制,保证对工件的安全操作;3.可靠性:系统需要具有高可靠性,可以长时间运行,减少维护和故障的发生;4.灵活性:系统需要具备一定的灵活性,可以适应不同的工作需求和特殊场景的要求。
二、系统组成2.液压执行元件:液压执行元件将液压能转化为机械能,并完成机械手的运动任务。
常用的液压执行元件有液压缸、液压马达等。
3.控制元件:控制元件用于控制液压执行元件的工作状态和执行机械手的运动控制任务。
常见的控制元件有电磁换向阀、比例阀等。
4.传感器:传感器用于感知机械手和工件的状态,将信号转化为电信号并传输给控制系统,用于监测和控制机械手的运动和力的参数。
常见的传感器有位移传感器、压力传感器等。
5.工作元件:工作元件是机械手完成具体工作任务的部分,如夹爪、工件夹持装置等。
三、系统设计1.液压源的选型:根据机械手的工作需求、液压执行元件的工作压力和流量要求,选用合适的液压泵。
2.液压执行元件的选型:根据机械手的运动方式和工作负载,选用合适的液压缸和液压马达。
3.控制元件的选择:根据机械手的运动模式和控制要求,选择合适的控制元件。
可以采用比例阀、电磁换向阀等控制元件,通过电控系统实现对液压执行元件的精确控制。
4.传感器的应用:根据机械手的工作需求,选择合适的传感器,并在机械手各个关键部位进行布置,以实时监测机械手的运动状态和工作参数。
5.控制系统的设计:设计一个完善的控制系统,包括对液压执行元件的运动控制和力的控制。
可以采用PID控制算法对机械手进行力的闭环控制,提高精度和稳定性。
基于三菱FX1N PLC的液压机械手控制系统设计
1 控 制 系统 的工 作 过程
本系统 的上下料机械 手 (图 1)采用 关节式 整体结 构 ,具有结构紧凑 、运动平稳 的特点 ,可 以方便地 实现 无 级调速。该系统主要是按 照控 制要求和机械 手 的运 行 路线控制 电磁铁 的得 失 电状态 驱动 液压 控制 元件 , 从 而控制液流的相关参数来 达到控制机械手 自动运行 的 目的 。部件运行方 向控制 主要 通过外部 限位 开关或 压 力继 电器传递信号改变 液压 回路 中换 向阀的工作位 置 ,使液流按要求流动 。
该 机械手在 PLC控制 下可 实现 手动 、连动 两种 工 作方式 ,其 手动方 式是 指 利用 按钮 对 机械 手每 步 动作 单独进行控 制。连动方 式是指机 械手根据控 制信 号 自 动循环执行 每步动作 ,直至获得停 止信号 。
系统启 动后 ,根据 工序要求 ,通 过旋转式 按钮 确定 机械手 的工作 方式 为单 动 或连 动形 式 ,如果 选 择单 动 则执行手 动程序 ,否 则默 认 执行 连动 程 序 。根 据本 次 设计 中机械 手的特 点 ,要 求 每一 个 动作 严格 按顺 序 执 行 ,采用 步进 指令 编写 ,保 证机 械手 的运 行有 条不 紊 , 即使 出现误 动作也不会 造成混乱 。
机床电器 2010.6
PLC·变频器 ·计算机——基 于三菱 FX。 PLC的液压机械手控制 系统设 系统 设 计
液压机械手臂设计完整说明书
编号无锡太湖学院毕业设计(论文)题目:液压机械手的设计信机系机械工程及自动化专业学号:学生姓名:指导教师:(职称:副教授)2013年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计(论文)诚信承诺书本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文)液压机械手的设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果,其内容除了在毕业设计(论文)中特别加以标注引用,表示致谢的内容外,本毕业设计(论文)不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。
班级:学号:作者姓名:2013 年5 月25 日无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题:1、题目液压机械手的设计2、专题二、课题来源及选题依据本课题是设计基于液压系统的机械手。
液压机械手是一种模仿人体上肢部分功能,按照预定要求输送工件或者握持工具进行操作的自动化技术设备,它可以代替手的繁重劳动,改善劳动条件,提高劳动生产率和自动化水平。
有着广阔的发展前途。
本课题通过机械手进行液压传动原理设计,实现机械手代替人力进行工作。
机械工业是国民的装备部,是为国民竞技提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
机械工业的规模和技术水品是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。
三、本设计(论文或其他)应达到的要求:1、收集相关资料,分析自己完成本课题还存在哪些方面的困难。
2、选定自己适合的制图软件,对选定的工具进行学习和具体实践。
3、对驱动油路进行仔细的研究,了解液压驱动原理,绘制油路图。
4、机械结构的分析,根据要求设计出合理轻便的机械手。
5、模拟调试后对整个液压机械手进行完善。
四、接受任务学生:班姓名五、开始及完成日期:自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计(论文)指导(或顾问):指导教师签名签名签名教研室主任〔学科组组长〕签名研究所所长系主任签名2012年11月12日液压机械手是模仿人的手部动作,按照给定的程序、轨迹通过液压系统实现抓取和搬运操作的自动装置。
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毕业设计说明书G RADUATE D ESIGN设计题目:机械手液压控制系统设计学生姓名:专业班级:学院:指导教师:本设计包含说明书及CAD图纸QQ229780692摘要正确合理地设计和使用液压系统,对于提高各类液压机械设备及装置的工作品质和技术经济性能具有重要意义。
该自动线用于加工135系列油泵凸轮轴,完成淬火前所有加工工序,包括铣二端面,打中心孔,割槽,车外圆及粗、精车凸轮外形等工序。
使用机械手来完成零件的上、下料及工序间的输送等工作。
这将解放劳动力,大大提高生产率,实现机械化生产。
本文主要包括液压缸的设计和液压控制装置的块式集成。
采用块式集成的先进方法可简化设计,设计灵活、更改方便,易于加工、专业化程度高,结构紧凑、装配维护方便,减少整个液压装置的管路和管接头的数量;系统运行效率较高,压力损失少,发热少。
这种设计以后将非常广泛应用于液压系统。
关键词:机械手;液压控制;液压缸;块式集成AbstractCorrectly reasonably the design and the use hydraulic system, regarding enhances each kind of hydraulic pressure mechanical device and the equipment workmanship and the technical economical performance has the vital significance! the equipment main engine structure function, the hydraulic system constitution, the principle of work and the technical characteristic especially is important.Should use in from the generatrix processing 135 series oil pump cam shafts, completes before quenching all processing working procedure, including the mill two end surfaces, hits the center bore, shears the trough, the vehicle outer annulus and thick, working procedures and so on lathe finishing cam es the manipulator to complete the components on, yummy treats and working procedure work and so on transportation.This will liberate the labor force, will enhance the productivity greatly, the realization mechanization production.This article mainly includes the hydraulic cylinder the design and the hydraulic control installment block type es the block type integration the advanced method to be possible to simplify the design nimbly, the design, the change is convenient, easy to process, the specialized degree is high, the structure compact, the assembly maintenance is convenient, the system operating efficiency is high! This kind of design later extremely will be widespread applies in the hydraulic system.KeyWords:manipulator,hydraulic control,hydraulic cylinder,the block type integration目录1自动线机械手的概要 .............................................................. 错误!未定义书签。
1.1 机械手的配置及工作原理: ....................................... 错误!未定义书签。
1.1.1 送料机械手的结构 ............................................. 错误!未定义书签。
1.1.2 上料机械手的结构 .............................................. 错误!未定义书签。
1.2 液压系统工作原理 ....................................................... 错误!未定义书签。
2 上料、送料升降液压缸结构设计 ....................................... 错误!未定义书签。
2.1 缸筒计算 ....................................................................... 错误!未定义书签。
2.2缸筒壁厚计算 ................................................................ 错误!未定义书签。
2.3缸筒壁厚验算 ................................................................ 错误!未定义书签。
2.4缸筒底部厚度计算 ........................................................ 错误!未定义书签。
2.5缸筒端部法兰厚度计算 ................................................ 错误!未定义书签。
2.6活塞杆的结构设计 ........................................................ 错误!未定义书签。
2.7其他件的结构设计 ........................................................ 错误!未定义书签。
3 上料机械手横移油缸结构设计 ........................................... 错误!未定义书签。
3.1缸筒的设计 ................................................................... 错误!未定义书签。
3.2缸筒壁厚计算 ................................................................ 错误!未定义书签。
3.3缸筒壁厚验算 ................................................................ 错误!未定义书签。
3.4缸筒底部厚度计算 ........................................................ 错误!未定义书签。
3.5缸筒端部法兰厚度计算 ................................................ 错误!未定义书签。
3.6活塞杆的结构设计 ........................................................ 错误!未定义书签。
3.7其他件的结构设计 ........................................................ 错误!未定义书签。
4送料机械手横移油缸结构设计 .................................... 错误!未定义书签。
4.1 缸筒的设计 ................................................................... 错误!未定义书签。
4.2缸筒壁厚计算 ................................................................ 错误!未定义书签。
4.3缸筒壁厚验算 ................................................................ 错误!未定义书签。
4.4缸筒端部法兰厚度计算 ................................................ 错误!未定义书签。
4.5活塞杆的结构设计 ........................................................ 错误!未定义书签。
4.6其他件的结构设计 ........................................................ 错误!未定义书签。
5 前后移动油缸结构设计 ....................................................... 错误!未定义书签。
5.1缸筒的设计 ................................................................... 错误!未定义书签。
5.2缸筒壁厚计算 ................................................................ 错误!未定义书签。
5.3缸筒壁厚验算 ................................................................ 错误!未定义书签。