冲压机械手液压控制系统设计资料

目录

1.绪论 (2)

2.设计任务 (3)

3.液压原理图的设计 (4)

4.液压元件的选择 (8)

5.PLC选型 (14)

6.I/O分配 (17)

7.梯形图的设计 (18)

8.指令语句程序 (28)

9.Bom表 (34)

10.总结 (35)

11.参考文献 (36)

绪论

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。

2.设计任务

2.1动作分析

根据生产条件要求，机械手须把加工原料从输送带上取下，旋转一定角度后将加工原料放入冲压机填料口，然后返回，重复这一动作。

2.2构的工步

插销定位—手臂前伸—手指抓料—手臂上升—手臂缩回—拔定位销—手腕回转、手臂回转—插定位销—手臂前伸—手臂下降—手指松开、手臂缩回—拔定位销—手腕回转、手臂回转—插定位销。

手腕回转液压马达

手臂回转液压马达

G=1000N

手臂升降液压缸

手臂伸缩液压缸

定位液压缸

手指夹紧液压缸

图2-1冲压机械手结构示意图

3.原理图的设计

3.1根据设计要求，画出下图机械手液压系统原理图，如下图3-1

图3-11液压系统原理图3.2压系统电磁铁动作顺序表

按照电磁铁动作顺序要求绘制出如下表3-1

表3-1

3.3系统工作原理

1、插定位销（1+

Y、12+Y）

按下油泵起动按钮后，双联叶片泵1、2同时供油，电磁铁1Y、2Y带电，油液经溢流阀3和4至油箱，机械手处于待料卸荷状态。

当棒料到达待上料位置，启动程序动作。电磁铁1Y带电，2Y不带电，使泵1继续卸荷，而泵2停止卸荷，同时12Y通电。

进油路：泵2→阀6→减压阀8→阀9→阀25（右）→定位缸左腔。

此时，插定位销以保证初始位置准确。定位缸没有回油路，它是依靠弹簧复位的。

2、手臂前伸（5+

Y、12+Y）

插定位销后，此支路系统油压升高，使继电器K26发讯，接通电磁铁5Y，泵1和泵2经相应的单向阀汇流到电液换向阀14左位，进入手臂伸缩缸油腔。进油路：泵1→单向阀5→阀14（左）→手臂伸缩缸右腔

泵2→阀6→阀7→↑

回油路：手臂伸缩缸左腔→单向调速阀15→阀14（左）→油箱

3、手指张开（1+

Y、9+Y、12+Y）

手臂前伸至适当位置，行程开关发讯，电磁铁1Y、9Y带电，泵1卸载，泵2供油，经单向阀6电磁阀20左位，进入手指夹紧缸右腔。回油路从左腔通过液控单向阀21及阀20左位进入油箱。

进油路：泵2→阀6→电磁阀20（左）→手指夹紧缸右腔

回油路：手指夹紧缸左腔→阀21→电磁阀20（左）→油箱

4、手指抓料（1+

Y、12+Y）

手指张开后，时间继电器延时。待棒料由送料机构送到手指区域时，继电起器发讯使9Y断电，泵2的压力油通过阀20的右位进入缸的左腔，使手指夹紧棒料。

进油路：泵2→阀6→阀20（右）→阀21→手指夹紧缸左腔

回油路：手指夹紧缸右腔→阀20（右）→油箱

5、手臂上升（3+

Y、12+Y）

当手指抓料后，手臂上升。此时，泵1和泵2同时供油到升降缸。主油路为：进油路：泵1→单向阀5→阀10（左）→阀11→阀12→手臂升降缸下腔

泵2→阀6→阀7→↑

回油路：手臂升降缸上腔→阀13→阀10（左）→油箱

6、手臂缩回（6+

Y、12+Y）

手臂上升至预定位置，碰行程开关，3Y断电，电液换向阀10复位，6Y带电。泵1和泵2一起供油至电液换向阀14右端，压力油通过单向调速阀15进入伸缩缸左腔，而右腔油液经阀14右端回油箱。

进油路：泵1→阀5→阀14（右）→阀15→手臂伸缩缸左腔

泵2→阀6→阀7→↑

回油路：手臂伸缩缸右腔→阀14（右）→油箱

7、手腕回转（1+

Y、10+Y、12+Y）

当手臂上的碰块碰到行程开关时，6Y断电，阀14复位，1Y、10Y通电。此时，泵2单独供油至阀22左端，通过阀24进入手腕回转油缸，使手腕回转︒

180。进油路：泵2→阀6→阀22（左）→阀24→手腕回转缸

回油路：手腕回转缸→阀23→阀22（左）→油箱

8、拔定位销（1+

Y）

当手腕上的碰块碰到行程开关时，10Y、12Y断电，阀22、25复位，定位缸油液经阀25左端回油箱，弹簧作用拔定位销。

回油路：定位缸左腔→阀25（左）→油箱

定位缸没有进油路，它是在弹簧作用下前进的。

9、手臂回转（1+

Y、7+Y）

定位缸支路无油压后，压力继电器K26发讯，接通7Y。泵2的压力油进入阀6经换向阀16左端通过单向调速阀18最后进入手臂回转缸，使手臂回转︒

95。进油路：泵2→阀6→换向阀16（左）→单向调速阀18→手臂回转缸

回油路：手臂回转缸→单向调速阀17→换向阀16（左）→行程节流阀19→油箱10、插定位销（1+

Y、12+Y）

当手臂回转碰到行程开关时，7Y断电，12Y重又通电，插定位销同1。11、手臂前伸（5+

Y、12+Y）

此时的动作顺序同7。

12、手臂中停（12+

Y）

当手臂前伸碰到行程开关后，5Y断电，伸缩缸停止动作，确保手臂将棒料送到准确位置处，“手臂中停”等主机夹头夹紧棒料，夹头夹紧棒料后，时间继电器发讯。

13、手指张开（1+

Y、9+Y、12+Y）

接到继电器信号后，1Y、9Y通电，手指张开同3。并启动时间继电器延时，主机夹头移走棒料后，继电器发讯。

14、手指闭合（1+

Y、12+Y）

接继电器信号，9Y断电，手指闭合同4。