工业机械手液压系统1

1、工业机械手液压系统 一、主机功能结构一、主机功能结构 机械手是模仿人的手部动作，按给定的程序、机械手是模仿人的手部动作，按给定的程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动化装置，其特别适合在高温、高压、易燃、易化装置，其特别适合在高温、高压、易燃、易爆、多粉尘、放射性等恶劣环境以及笨重、单爆、多粉尘、放射性等恶劣环境以及笨重、单调、频繁的操作中代替人进行作业，应用范围调、频繁的操作中代替人进行作业，应用范围相当广泛。相当广泛。本节介绍的本节介绍的JS01JS01型工业机械手型工业机械手为圆柱坐标式、为圆柱坐标式、全液压驱动机械手，具有手臂升降、伸缩、

2、回全液压驱动机械手，具有手臂升降、伸缩、回转和手腕回转等四个自由度。转和手腕回转等四个自由度。执行机构由执行机构由手部、手腕、手臂伸缩机构、手手部、手腕、手臂伸缩机构、手臂升降机构、手臂回转机构和回转定位装置臂升降机构、手臂回转机构和回转定位装置等部分组成。等部分组成。手臂回转和手腕回转机构采用手臂回转和手腕回转机构采用摆动液压马达摆动液压马达驱动，其余部分均采用驱动，其余部分均采用液压缸液压缸驱动。驱动。JS01JS01机械手完成的动作循环：机械手完成的动作循环：插定位销插定位销 手臂前伸手臂前伸 手指张开手指张开 手指手指夹紧抓料夹紧抓料 手臂上升手臂上升 手臂缩回手臂缩回 手腕手腕回转回

3、转180180 拔定位销拔定位销 手臂回转手臂回转9595 插插定位销定位销 手臂前冲手臂前冲 手臂中停手臂中停( (此时主机夹此时主机夹头下降夹料头下降夹料) ) 手指松开手指松开( (此时主机夹头夹着此时主机夹头夹着料上升料上升) ) 手指闭合手指闭合 手臂缩回手臂缩回 手臂下手臂下降降 手腕回转复位手腕回转复位 拔定位销拔定位销 手臂回手臂回转复位转复位 待料，液压泵卸荷。待料，液压泵卸荷。二、液压系统分析及特点二、液压系统分析及特点 1. 1.系统组成及元件功用系统组成及元件功用 2.2.工作原理工作原理 3.3.系统特点系统特点1.1.系统组成及元件功用系统组成及元件功用系统的油源为

4、系统的油源为双联液压泵双联液压泵1、2，泵的额定压力，泵的额定压力为为6.3MPa、流量为、流量为(35十十18)L/min。 泵泵1 1和和2 2的压力的压力p p1 1、p p2 2设定、待料期间的卸荷控制设定、待料期间的卸荷控制分别由分别由电磁溢流阀电磁溢流阀3 3和和4 4实现。实现。 减压阀减压阀8 8用于设定定位缸与控制油路所需的较低用于设定定位缸与控制油路所需的较低压力压力p3 (1.51.8MPa)，压力，压力p1、p2及及p3可通过压可通过压力表力表2828及其开关及其开关2727观测和显示。观测和显示。 单向阀单向阀5 5和和6 6分别用于保护泵分别用于保护泵1 1和和2

5、2。手臂升降缸手臂升降缸2929和手臂伸缩缸和手臂伸缩缸3030为带缓冲的单杆液压缸，为带缓冲的单杆液压缸，缸缸3030为杆固定，二缸的运动方向由三位四通电液动换向为杆固定，二缸的运动方向由三位四通电液动换向阀阀1010和和1414控制；控制； 缸缸2929立置，由单向顺序阀立置，由单向顺序阀1212平衡，以防自重下滑，单向平衡，以防自重下滑，单向调速阀调速阀1111和和1313用于缸用于缸2929的双向回油节流调速；的双向回油节流调速； 单向调速阀单向调速阀1515用于缸用于缸3030伸出动作时的回油节流调速。伸出动作时的回油节流调速。手臂回转摆动液压马达手臂回转摆动液压马达3l3l和手腕回

6、转摆动液压马达和手腕回转摆动液压马达3333由由三位四通电磁换向阀三位四通电磁换向阀1616和和2222控制，而单向调速阀控制，而单向调速阀1717，1818和和2323，2424用于双向回油节流调速，行程节流阀用于双向回油节流调速，行程节流阀1919用于马用于马达达3131的减速缓冲。的减速缓冲。手指夹紧缸手指夹紧缸3232为杆固定，由二位四通电磁换向为杆固定，由二位四通电磁换向阀控制其运动方向，液控单向阀阀控制其运动方向，液控单向阀2121用于手指夹用于手指夹紧工件后的锁紧，以保证牢固夹紧工件而不受紧工件后的锁紧，以保证牢固夹紧工件而不受系统压力波动的影响。系统压力波动的影响。定位缸定位缸

7、3434为单作用液压缸，其运动方向由二位为单作用液压缸，其运动方向由二位三通电磁换向阀三通电磁换向阀2525控制控制( (拔销退回时由缸内有杆拔销退回时由缸内有杆腔弹簧作用腔弹簧作用) )，压力继电器，压力继电器2626用于定位后发信。用于定位后发信。单向阀单向阀7 7用于隔离大流量泵用于隔离大流量泵1 1与执行器与执行器31313434回路回路联系。联系。2.2.工作原理工作原理液压系统各执行器的动作均由电控系统发信液压系统各执行器的动作均由电控系统发信控制相应的电磁换向阀或电液动换向阀，按控制相应的电磁换向阀或电液动换向阀，按程序依次步进动作。程序依次步进动作。电磁铁动作顺序表如表电磁铁动

8、作顺序表如表8-48-4所列，由该表容易所列，由该表容易分析和了解液压系统在各工况下的油液流动分析和了解液压系统在各工况下的油液流动路线。路线。3.3.系统特点系统特点(1)(1)采用采用双联泵组合供油双联泵组合供油( (即手臂升降及伸缩动即手臂升降及伸缩动作两个泵同时供油，手臂及手腕回转、手作两个泵同时供油，手臂及手腕回转、手指松紧及定位缸动作只有小流量泵指松紧及定位缸动作只有小流量泵2 2供油，供油，大流量系自动卸荷大流量系自动卸荷) )，既提高了工效，又有，既提高了工效，又有利于节能。利于节能。(2)(2)需要调速的执行器均采用需要调速的执行器均采用回油节流调速方回油节流调速方式式，有利

9、于提高执行器的运动平稳性和散，有利于提高执行器的运动平稳性和散热。热。(3)(3)执行机构的执行机构的定位和缓冲定位和缓冲是机械手工作平稳是机械手工作平稳可靠的关键。可靠的关键。 从提高生产率来说，希望机械手正常工作速从提高生产率来说，希望机械手正常工作速度越快越好，但工作速度越高，启动和停止度越快越好，但工作速度越高，启动和停止时的惯性力就越大，振动和冲击就越大，这时的惯性力就越大，振动和冲击就越大，这不仅会影响到机械手的定位精度，严重时还不仅会影响到机械手的定位精度，严重时还会损伤机件。会损伤机件。 因此为达到机械手的定位精度和运动平稳性因此为达到机械手的定位精度和运动平稳性的要求，一般在

10、定位前要采取缓冲措施。的要求，一般在定位前要采取缓冲措施。该机械手手臂伸出、手腕回转由死挡铁定位保证精该机械手手臂伸出、手腕回转由死挡铁定位保证精度。端点到达前发信号切断油路，滑行缓冲；手臂度。端点到达前发信号切断油路，滑行缓冲；手臂缩回和手臂上升由行程开关适时发信。提前切断油缩回和手臂上升由行程开关适时发信。提前切断油路滑行缓冲并定位。路滑行缓冲并定位。手臂伸缩缸和升降缸采用了手臂伸缩缸和升降缸采用了电液换向阀电液换向阀换向，调节换向，调节换向时间，亦增加缓冲效果。换向时间，亦增加缓冲效果。由于手臂的回转部分质量较大，转速转高，运动惯由于手臂的回转部分质量较大，转速转高，运动惯性矩较大，系统的手臂回转马达除采用单向调速阀性矩较大，系统的手臂回转马达除采用单向调速阀回油节流调速外，还在回油路上安装有回油节流调速外，还在回油路上安装有行程