液压与气动技术 课件 06上料机械手液压系统

液压与气动技术21世纪技能创新型人才培养系列教材·机械设计制造系列主编夏麟

司成俊

李秋芳项目六上料机械手液压系统液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—液压基本回路123目录例题讲解4液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—液压基本回路123目录例题讲解4液压系统工作原理

该上料机械手具有手臂伸缩、手臂升降、手臂回转、手指夹紧以及手腕回转5个自由度，各动作由活塞式液压液压缸和摆动式液压缸等驱动实现。完成的单循环上下料动作如下：

插定位销→手臂伸出→手指张开→手指闭合夹紧→手臂上升→手臂缩回→手腕回转→拔定位销→手臂回转→插定位销→手臂伸出→手臂停留→手指张开→手指闭合夹紧→手臂缩回→手臂下降→手腕回转复位→拔定位销→手臂回转复位→系统停止。液压系统工作原理1—大流量泵；2—小流量泵；3、4—溢流阀；5、6、7、9—单向阀；8—减压阀；10、14、16、22—电液换向阀；11、13、15、17、18、23、24—单向调速阀；12—单向顺序阀；19—行程节流阀；20、25—电磁换向阀；21—液控单向阀；26—压力继电器液压系统工作原理1、机械手抓料1）、插定位销

启动双联液压泵，电磁铁1Y通电，2Y不通电，使得泵1处于卸荷状态，油液经溢流阀3回油箱，此时，泵2供油，同时12Y通电。油路走向如下：进油路：小流量泵2→单向阀6→减压阀8→单向阀9→二位三通电磁换向阀25（右位）→定位缸左腔；返回则是通过弹簧复位。2）、手臂伸出

插定位销后，系统支路压力升高，达到压力继电器26的调定值，接通电磁铁5Y，双泵输出的液压油经相应的单向阀汇流至电液换向阀14左位，进入手臂伸缩缸右腔，油路走向如下：控制油路：小流量泵2→单向阀6→电液换向阀14左位；进油路：大流量泵1→单向阀5→电液换向阀14（左位）→手臂伸缩缸右腔；回油路：手臂伸缩缸左腔→单向调速阀15（调速阀）→电液换向阀14（左位）→油箱。液压系统工作原理3）、手指张开

手臂伸出至抓料位置，行程开关动作，电磁铁1Y、9Y通电，大流量泵1卸荷，小流量泵2供油，经单向阀6、电磁换向阀20左位，进入手指夹紧缸右腔。回油路从缸左腔通过液控单向阀21及二位四通电磁换向阀阀20左位进入油箱。4）、手指闭合夹紧

手指张开后，时间继电器延时，待物料由送料机构送到指定位置时，继电器动作使电磁铁9Y断电，小流量泵2的压力油通过二位四通电磁换向阀20的右位进入缸的左腔，夹紧物料，其油路走向如下：进油路：小流量泵2→单向阀6→二位四通电磁换向阀20（右位）→液控单向阀21→手指夹紧缸左腔。回油路：手指夹紧缸右腔→二位四通电磁换向阀20（右位）→油箱。液压系统工作原理2、机械手送料1）、手臂上升

送料开始时，手臂升降缸上升，此时，大流量泵1和小流量泵2同时供油至手臂升降缸，油路走向如下：控制油路：小流量泵2→单向阀6→减压阀8→单向阀9→三位四通电液换向阀10左腔。进油路：大流量泵1→单向阀5→三位四通电液换向阀10（左位）→单向调速阀（单向阀）→单向顺序阀（单向阀）→手臂升降缸下腔。小流量泵2→单向阀6→单向阀7→三位四通电液换向阀10（左位）→单向调速阀（单向阀）→单向顺序阀（单向阀）→手臂升降缸下腔。回油路：手臂升降缸上腔→单向调速阀（调速阀）→三位四通电液换向阀10（左位）→油箱。液压系统工作原理2）、手臂缩回

手臂伸缩缸上升至设定位置，碰到行程开关，电磁铁3Y断电，电液换向阀10处于恢复至中位，电磁铁6Y通电。大流量泵1和小流量泵2一起供油至电液换向阀14右腔，压力油通过单向调速阀15进入手臂伸缩缸左腔，而右腔油液又通过电液换向阀14回油箱。3）、手腕回转

当电磁铁6Y断电，电液换向阀14复位至中位，电磁铁1Y、10Y通电，则小流量泵2单独给系统供油，流至三位四通电磁换向阀22左端，再通过单向调速阀24进入手腕回转缸，使手腕回转。4）、

拔定位销

当手腕回转到指定位置，电磁铁10Y、12Y断电，三位四通电磁换向阀22和二位三通电磁换向阀25复位，定位缸油液经二位三通电磁换向阀25左端回油箱，在弹簧力作用下，拔定位销。5）、手臂回转

定位缸无压力后，压力继电器26继续动作，接通电磁铁7Y。油路走向为小流量泵2→单向阀6→三位四通电磁换向阀16（左位）→单向调速阀18（单向阀）→手臂回转缸，完成手臂回转动作。液压系统工作原理6）、插定位销、手臂伸出

当手臂回转碰到行程开关时，电磁铁7Y断电，12Y通电，重复插定位销和手臂伸出的动作。7）、手臂停留

当手臂伸出碰到行程开关后，电磁铁5Y断电，伸缩缸停止动作，确保手臂将物料送到设定位置。“手臂停留”等待主机夹具夹紧物料，夹具夹紧物料以后，时间继电器设定。8）、手指张开

接到时间继电器信号后，电磁铁1Y和9Y通电，手指张开，同时启动时间继电器延时，等待主机夹具移走物料。9）、手指闭合夹紧

待主机夹具取走物料后，继电器发出信号，电磁铁9Y断电，手指闭合，继电器动作，完成送料环节。液压系统工作原理3、机械手返回1）、手臂缩回

当手指闭合动作结束后，电磁铁1Y断电，使得大流量泵1和小流量泵2一起供油，此时电磁铁6Y通电，其他动作同机械手送料环节的手臂缩回。2）、手臂下降

手臂缩回动作结束后，电磁铁6Y断电，电磁铁4Y通电，此时，电液换向阀10右位动作，压力油经三位四通电液换向阀10（右位）、单向调速阀13进入手臂升降缸，其油路走向如下：进油路：大流量泵1→单向阀5→三位四通电液换向阀10（右位）→单向调速阀13（单向阀）→手臂升降缸上腔。回油路：手臂升降缸下腔→单向顺序阀12（顺序阀）→单向调速阀11（调速阀）→三位四通电液换向阀10（右位）→油箱。液压系统工作原理3）、手腕回转复位

手臂升降缸下降动作结束后，电磁铁4Y断电，电磁铁1Y、11Y通电。小流量泵2供油至三位四通电磁换向阀22右位，压力油通过单向调速阀23进入手腕回转缸的容腔，使得手腕回转复位。4）、拔定位销

手腕回转复位后，电磁铁11Y、12Y断电，动作回路和前述拔定位销动作回路一样。5）、手臂回转复位

拔定位销，压力继电器发信号，电磁铁8Y通电，三位四通电磁换向阀16切换至右位动作，压力油进入手臂回转缸的容腔，手臂继续反转复位，机械手复位。4、系统停止

手臂回转复位结束后，气动形成开关，电磁铁8Y断电，电磁铁2Y通电，此时，大流量泵1和小流量泵2同时通过各自并联的溢流阀卸荷。机械手的动作循环结束，等待下一个循环指令。液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—液压基本回路123目录例题讲解4

单向调速阀是由一个单向阀和一个调速阀并联而成，其工作原理是油液正向通过时，可通过调试阀实现执行元件的速度控制，而反向通过时，调速阀反向关闭，油路则不起速度调节作用。单向调速阀

电磁溢流阀是由一个先导式溢流阀串联两位四通电磁换向阀组合而成，当然，也可以串联其他种类的换向阀。电磁溢流阀

行程节流阀是依靠凸轮、杠杆等机械方法控制节流阀的开度，以实现流量控制的阀。行程节流阀

摆动式液压缸也称摆动液压马达，主要用来驱动作间歇回转运动的工作机构，常用于工夹具夹紧装置、送料装置、转位装置以及需要周期性进给的系统中。摆动式液压缸分为单叶片式和双叶片式两种。摆动式液压缸

液压蓄能器是能量存贮装置，它在适当的时候把系统多余的压力油贮存起来，在需要时又释放出来供给系统，此外还能缓和液压冲击及吸收压力脉动等。蓄能器液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—液压基本回路123目录例题讲解4采用二位三通阀的单作用缸换向回路换向回路2、锁紧回路换向回路3、缓冲回路换向回路1、单级调压回路调压回路调压回路2、二级调压回路调压回路3、三级调压回路调压回路4、无级调压回路减压回路1、单级减压回路减压回路2、二级减压回路增压回路１、单作用增压缸的增压回路增压回路2、双作用增压缸的增压回路１、换向阀的卸荷回路卸荷回路２、先导式溢流阀卸荷回路卸荷回路１、顺序阀平衡回路平衡回路２、用单向节流阀的平衡回路平衡回路1、进油路节流阀式节流调速回路结构和调速原理节流阀串联在液压泵和执行元件之间的进油路上，即构成进油节流阀节流调速回路。节流调速回路1、进油路节流阀式节流调速速度负载特性液压缸的运动速度为：节流调速回路回路结构和调速原理在执行元件的回油路上串联一个节流阀，即构成回油节流阀节流调速回路。节流调速回路2、回油路节流阀式节流调速2、回油路节流阀式节流调速回油路节流调速和进油路节流调速的比较进油路节流调速起动冲击小。回油路节流调速，可承受一定的负方向载荷。节流调速回路回路结构和调速原理将节流阀设置在与执行元件并联的旁油路上，即构成回油节流阀节流调速回路。节流调速回路3、旁油路节流阀式节流调速速度负载特性液压缸的运动速度为：节流调速回路3、旁油路节流阀式节流调速1、变量泵和定量执行元件组成容积调速回路2、定量泵和变量马达组成容积调速回路3、变量泵和变量马达组成容积调速回路1、限压式变量泵和调速阀组成容积节流调速回路2、变压式变量泵和节流阀组成容积节流调速回路1、液压缸差动连接的快速运动回路快速运动回路2、双泵供油的快速运动回路快速运动回路3、采用蓄能器供油的快速运动回路快速运动回路1、行程阀控制的快慢速换接回路速度换接回路2、换向阀控制的快慢速换接回路速度换接回路3、调速阀并联的两种慢速换接回路速度换接回路4、调速阀串联的两种慢速换接回路速度换接回路1、行程开关控制的顺序动作回路顺序动作回路2、行程阀控制的顺序动作回路顺序动作回路3、压力控制的顺序动作回路顺序动作回路4、压力继电器控制的顺序动作回路顺序动作回路1、同步缸实现的同步回路同步运动回路2、同步马达实现的同步回路同步运动回路3、带补偿的串联液压缸同步运动回路同步运动回路快慢速互不干扰回路其他回路液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—液压基本回路123目录例题讲解4例1：如图所示的平衡回路，平衡回路要求顺序阀有一定的调定压力，防止换向阀处于中位时活塞向下运动，起到锁紧作用。已知液压缸无杆腔面积A1=80cm2，有杆腔面积A2=40cm2，活塞与运动部分自重G=6