项目八 任务二：机械手液压系统分析

项目八：典型液压系统任务二机械手液压系统分析授课教师：某某某熟悉机械手的工作性能分析实现手臂动作工作循环的液压传动系统的原理和特点任务概述手臂上升手臂前伸手指夹紧物料手臂回转手臂下降手指张开卸料手臂缩回手臂反转手臂停止待料目录CATALOG机械手的性能结构01机械手的工作要求02机械手的液压系统原理图0301机械手的性能结构一、机械手的性能结构知识与技能机械手是能模仿人的手和臂的某些动作功能，用以按给定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，如图8.3所示。图8.3机械手(a)工业机器人机械手外观图(b)动作示意图最大优势在机械正常运转的情况下可以重复的做同一动作永远也不会觉得累，通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等。可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化能在有害环境下操作以保护人身安全，它的应用也将会越来越广泛。机械手的主要结构由三大部分组成驱动机构主要有液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动，其中以液压驱动、气压驱动用得最多，液压驱动式机械手通常由各种油缸、马达、油泵、油箱、换向阀等组成驱动系统；控制系统控制的要素包括工作顺序、到达位置、动作时间、运动速度等，以完成特定的动作。执行机构手部是机械手的执行机构，是用来抓持物料（或工具）的部件；02机械手的工作要求二、机械手的工作要求此种机械手要求用液压驱动，执行机构完成升降、抓取、旋转、松开等动作。要求动作平稳、耐冲击和震动，为防泄漏，液压元件要求有较高的制造精度和密封性能。具体应能实现手臂上升（1）手臂前伸（2）→手指夹紧物料（3）手臂回转（4）手臂下降（1）手指张开卸料（3）手臂缩回（2）手臂反转（4）手臂停止待料”的工作循环。03机械手的液压系统原理图三、机械手的液压系统原理图图8.4所示为一种机械手的液压系统原理图该机械手的手臂升降运动、伸缩运动、手指的夹紧和张开的运动均是用缸体固定、活塞杆移动单杆活塞缸实现，手臂的回转运动是用单叶片摆动缸完成的。图8.4机械手液压系统原理图1-过滤器；2-定量泵；3-单向阀；4-电磁溢流阀；5、6、8-三位四通电磁换向阀；7-二位四通电磁换向阀；9-压力表；10、12~15-单向调速阀；11-平衡阀；16-手臂升降缸；17-手臂伸缩缸；18-手指夹紧放松缸；19-手臂回转缸各个动作的循环主要依靠切换电磁换向阀通、断电来实现的，其信号来源由行程开关发出。为了实现以上的自动工作循环，其电磁铁等的动作顺序如表8.2所示，表中“+”“-”号的表示与前相同。表8.2机械手液压系统电磁铁动作顺序表工况

动作电磁铁1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8YA手臂上升+-------手臂前伸--+-+---手指夹紧--------手臂回转-----+--手臂下降-+------手指张开----+---手臂缩回---+----手臂反转------+-手臂停止待料-------+技能训练训练3分析机械手的液压系统工作原理过程。机械手的液压系统工作过程如下：（1）手臂上升当按下启动按钮时，电磁铁1YA通电，三位四通电磁换向阀5由中位换到左位工作。因采用了回油节流回路，上升运动平稳。其液压油路如下。过滤器1→定量泵2→单向阀3→三位四通电磁换向阀5的左位→单向调速阀12的单向阀→平衡阀11的单向阀→单杆液压缸16的下腔（活塞向上运动）。①进油路液压缸16的上腔→单向调速阀10的调速阀→三位四通电磁换向阀5的左位回油箱。②回油路：（2）手臂前伸电磁铁3YA通电，三位四通电磁换向阀6由中位换到左位工作。采用了回油节流调速回路，前伸运动平稳。其液压油路如下。过滤器1→定量泵2→单向阀3→三位四通电磁换向阀6的左位→单杆液压缸17的右腔（活塞向右运动）。①进油路液压缸17的左腔→单向调速阀13的调速阀→三位四通电磁换向阀6的左位回油箱。②回油路：同时，要求5YA通电，二位四通电磁换向阀7换到左位工作，手指松开。其液压油路如下过滤器1→定量泵2→单向阀3→二位四通电磁换向阀7的左位→单杆液压缸18的上腔（活塞向下运动）。①进油路液压缸18的下腔→二位四通电磁换向阀7的左位回油箱。②回油路：（3）手指夹紧物料二位四通电磁换向阀7右位工作。其液压油路如下。过滤器1→定量泵2→单向阀3→二位四通电磁换向阀7的右位→单杆液压缸18的下腔(活塞上移)。①进油路液压缸18的上腔→二位四通电磁换向阀7的右位回油箱。②回油路：（4）手臂回转电磁铁6YA通电，三位四通电磁换向阀8由中位换到左位工作。其液压油路如下。过滤器1→定量泵2→单向阀3→三位四通电磁换向阀8的左位→单向调速阀15的单向阀→单叶片摆动缸19右腔(叶片逆时针转动)。①进油路液压缸19的左腔→单向调速阀14的调速阀→三位四通电磁换向阀8的左位回油箱。②回油路：（5）手臂下降电磁铁2YA通电，三位四通电磁换向阀5在右位工作。采用了平衡阀及回油节流调回路，下降运动平稳。其液压油路如下。过滤器1→定量泵2→单向阀3→三位四通电磁换向阀5的右位→单杆液压缸16的上腔。①进油路液压缸16的下腔→平衡阀11的顺序阀→单向调速阀12的调速阀→三位四通电磁换向阀5的右位回油箱。②回油路：（6）手指松开卸料电磁铁5YA通电，二位四通电磁换向阀7左位工作，活塞下降。其液压油路如下。过滤器1→定量泵2→单向阀3→二位四通电磁换向阀7的左位→单杆液压缸18的上腔。①进油路液压缸18的下腔→二位四通电磁换向阀7的左位回油箱。②回油路：（7）手臂缩回电磁铁4YA通电，三位四通电磁换向阀6右位工作。其液压油路如下。过滤器1→定量泵2→单向阀3→三位四通电磁换向阀6的右位→单向调速阀13→单杆液压缸17的左腔。①进油路液压缸17的右腔→三位四通电磁换向阀6的右位回油箱。②回油路：（8）手臂反转电磁铁7YA通电，其液压油路如下。过滤器1→定量泵2→单向阀3→三位四通电磁换向阀8的右位→单向调速阀14→单叶片摆动缸19左腔(叶片顺时针转动)。①进油路液压缸19的右腔→单向调速阀15→三位四通电磁换向阀8的右位回油箱。②回油路：（9）手臂停止待料电磁铁8YA通电，其余均断电，二位二通电磁换向阀由下位换到上位工作，开通了卸荷回路。其液压油路如下。油箱过滤器1定量泵2单向阀3电磁溢流阀8技能训练训练4分析该机械手的液压系统的特点。从上面的工作过程可以看出，机械手的液压系统主要特点如下：01采用了三位四通电磁换向阀进行换向，用行程开关发出电信号控制换向阀的得、失电，换向方便、灵活。换向回路02手臂升降和伸缩运动均采用了回油节流调速回路，运动的平稳性好。调速