液壓與氣動技術(shù) 課件 06上料機械手液壓系統(tǒng)

液壓與氣動技術(shù)21世紀技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·機械設(shè)計制造系列主編夏麟

司成俊

李秋芳項目六上料機械手液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)工作原理認識主要元器件知識拓展—液壓基本回路123目錄例題講解4液壓系統(tǒng)工作原理認識主要元器件知識拓展—液壓基本回路123目錄例題講解4液壓系統(tǒng)工作原理

該上料機械手具有手臂伸縮、手臂升降、手臂回轉(zhuǎn)、手指夾緊以及手腕回轉(zhuǎn)5個自由度，各動作由活塞式液壓液壓缸和擺動式液壓缸等驅(qū)動實現(xiàn)。完成的單循環(huán)上下料動作如下：

插定位銷→手臂伸出→手指張開→手指閉合夾緊→手臂上升→手臂縮回→手腕回轉(zhuǎn)→拔定位銷→手臂回轉(zhuǎn)→插定位銷→手臂伸出→手臂停留→手指張開→手指閉合夾緊→手臂縮回→手臂下降→手腕回轉(zhuǎn)復(fù)位→拔定位銷→手臂回轉(zhuǎn)復(fù)位→系統(tǒng)停止。液壓系統(tǒng)工作原理1—大流量泵；2—小流量泵；3、4—溢流閥；5、6、7、9—單向閥；8—減壓閥；10、14、16、22—電液換向閥；11、13、15、17、18、23、24—單向調(diào)速閥；12—單向順序閥；19—行程節(jié)流閥；20、25—電磁換向閥；21—液控單向閥；26—壓力繼電器液壓系統(tǒng)工作原理1、機械手抓料1）、插定位銷

啟動雙聯(lián)液壓泵，電磁鐵1Y通電，2Y不通電，使得泵1處于卸荷狀態(tài)，油液經(jīng)溢流閥3回油箱，此時，泵2供油，同時12Y通電。油路走向如下：進油路：小流量泵2→單向閥6→減壓閥8→單向閥9→二位三通電磁換向閥25（右位）→定位缸左腔；返回則是通過彈簧復(fù)位。2）、手臂伸出

插定位銷后，系統(tǒng)支路壓力升高，達到壓力繼電器26的調(diào)定值，接通電磁鐵5Y，雙泵輸出的液壓油經(jīng)相應(yīng)的單向閥匯流至電液換向閥14左位，進入手臂伸縮缸右腔，油路走向如下：控制油路：小流量泵2→單向閥6→電液換向閥14左位；進油路：大流量泵1→單向閥5→電液換向閥14（左位）→手臂伸縮缸右腔；回油路：手臂伸縮缸左腔→單向調(diào)速閥15（調(diào)速閥）→電液換向閥14（左位）→油箱。液壓系統(tǒng)工作原理3）、手指張開

手臂伸出至抓料位置，行程開關(guān)動作，電磁鐵1Y、9Y通電，大流量泵1卸荷，小流量泵2供油，經(jīng)單向閥6、電磁換向閥20左位，進入手指夾緊缸右腔?；赜吐窂母鬃笄煌ㄟ^液控單向閥21及二位四通電磁換向閥閥20左位進入油箱。4）、手指閉合夾緊

手指張開后，時間繼電器延時，待物料由送料機構(gòu)送到指定位置時，繼電器動作使電磁鐵9Y斷電，小流量泵2的壓力油通過二位四通電磁換向閥20的右位進入缸的左腔，夾緊物料，其油路走向如下：進油路：小流量泵2→單向閥6→二位四通電磁換向閥20（右位）→液控單向閥21→手指夾緊缸左腔?；赜吐罚菏种笂A緊缸右腔→二位四通電磁換向閥20（右位）→油箱。液壓系統(tǒng)工作原理2、機械手送料1）、手臂上升

送料開始時，手臂升降缸上升，此時，大流量泵1和小流量泵2同時供油至手臂升降缸，油路走向如下：控制油路：小流量泵2→單向閥6→減壓閥8→單向閥9→三位四通電液換向閥10左腔。進油路：大流量泵1→單向閥5→三位四通電液換向閥10（左位）→單向調(diào)速閥（單向閥）→單向順序閥（單向閥）→手臂升降缸下腔。小流量泵2→單向閥6→單向閥7→三位四通電液換向閥10（左位）→單向調(diào)速閥（單向閥）→單向順序閥（單向閥）→手臂升降缸下腔?；赜吐罚菏直凵蹈咨锨弧鷨蜗蛘{(diào)速閥（調(diào)速閥）→三位四通電液換向閥10（左位）→油箱。液壓系統(tǒng)工作原理2）、手臂縮回

手臂伸縮缸上升至設(shè)定位置，碰到行程開關(guān)，電磁鐵3Y斷電，電液換向閥10處于恢復(fù)至中位，電磁鐵6Y通電。大流量泵1和小流量泵2一起供油至電液換向閥14右腔，壓力油通過單向調(diào)速閥15進入手臂伸縮缸左腔，而右腔油液又通過電液換向閥14回油箱。3）、手腕回轉(zhuǎn)

當電磁鐵6Y斷電，電液換向閥14復(fù)位至中位，電磁鐵1Y、10Y通電，則小流量泵2單獨給系統(tǒng)供油，流至三位四通電磁換向閥22左端，再通過單向調(diào)速閥24進入手腕回轉(zhuǎn)缸，使手腕回轉(zhuǎn)。4）、

拔定位銷

當手腕回轉(zhuǎn)到指定位置，電磁鐵10Y、12Y斷電，三位四通電磁換向閥22和二位三通電磁換向閥25復(fù)位，定位缸油液經(jīng)二位三通電磁換向閥25左端回油箱，在彈簧力作用下，拔定位銷。5）、手臂回轉(zhuǎn)

定位缸無壓力后，壓力繼電器26繼續(xù)動作，接通電磁鐵7Y。油路走向為小流量泵2→單向閥6→三位四通電磁換向閥16（左位）→單向調(diào)速閥18（單向閥）→手臂回轉(zhuǎn)缸，完成手臂回轉(zhuǎn)動作。液壓系統(tǒng)工作原理6）、插定位銷、手臂伸出

當手臂回轉(zhuǎn)碰到行程開關(guān)時，電磁鐵7Y斷電，12Y通電，重復(fù)插定位銷和手臂伸出的動作。7）、手臂停留

當手臂伸出碰到行程開關(guān)后，電磁鐵5Y斷電，伸縮缸停止動作，確保手臂將物料送到設(shè)定位置?！笆直弁Ａ簟钡却鳈C夾具夾緊物料，夾具夾緊物料以后，時間繼電器設(shè)定。8）、手指張開

接到時間繼電器信號后，電磁鐵1Y和9Y通電，手指張開，同時啟動時間繼電器延時，等待主機夾具移走物料。9）、手指閉合夾緊

待主機夾具取走物料后，繼電器發(fā)出信號，電磁鐵9Y斷電，手指閉合，繼電器動作，完成送料環(huán)節(jié)。液壓系統(tǒng)工作原理3、機械手返回1）、手臂縮回

當手指閉合動作結(jié)束后，電磁鐵1Y斷電，使得大流量泵1和小流量泵2一起供油，此時電磁鐵6Y通電，其他動作同機械手送料環(huán)節(jié)的手臂縮回。2）、手臂下降

手臂縮回動作結(jié)束后，電磁鐵6Y斷電，電磁鐵4Y通電，此時，電液換向閥10右位動作，壓力油經(jīng)三位四通電液換向閥10（右位）、單向調(diào)速閥13進入手臂升降缸，其油路走向如下：進油路：大流量泵1→單向閥5→三位四通電液換向閥10（右位）→單向調(diào)速閥13（單向閥）→手臂升降缸上腔?；赜吐罚菏直凵蹈紫虑弧鷨蜗蝽樞蜷y12（順序閥）→單向調(diào)速閥11（調(diào)速閥）→三位四通電液換向閥10（右位）→油箱。液壓系統(tǒng)工作原理3）、手腕回轉(zhuǎn)復(fù)位

手臂升降缸下降動作結(jié)束后，電磁鐵4Y斷電，電磁鐵1Y、11Y通電。小流量泵2供油至三位四通電磁換向閥22右位，壓力油通過單向調(diào)速閥23進入手腕回轉(zhuǎn)缸的容腔，使得手腕回轉(zhuǎn)復(fù)位。4）、拔定位銷

手腕回轉(zhuǎn)復(fù)位后，電磁鐵11Y、12Y斷電，動作回路和前述拔定位銷動作回路一樣。5）、手臂回轉(zhuǎn)復(fù)位

拔定位銷，壓力繼電器發(fā)信號，電磁鐵8Y通電，三位四通電磁換向閥16切換至右位動作，壓力油進入手臂回轉(zhuǎn)缸的容腔，手臂繼續(xù)反轉(zhuǎn)復(fù)位，機械手復(fù)位。4、系統(tǒng)停止

手臂回轉(zhuǎn)復(fù)位結(jié)束后，氣動形成開關(guān)，電磁鐵8Y斷電，電磁鐵2Y通電，此時，大流量泵1和小流量泵2同時通過各自并聯(lián)的溢流閥卸荷。機械手的動作循環(huán)結(jié)束，等待下一個循環(huán)指令。液壓系統(tǒng)工作原理認識主要元器件知識拓展—液壓基本回路123目錄例題講解4

單向調(diào)速閥是由一個單向閥和一個調(diào)速閥并聯(lián)而成，其工作原理是油液正向通過時，可通過調(diào)試閥實現(xiàn)執(zhí)行元件的速度控制，而反向通過時，調(diào)速閥反向關(guān)閉，油路則不起速度調(diào)節(jié)作用。單向調(diào)速閥

電磁溢流閥是由一個先導(dǎo)式溢流閥串聯(lián)兩位四通電磁換向閥組合而成，當然，也可以串聯(lián)其他種類的換向閥。電磁溢流閥

行程節(jié)流閥是依靠凸輪、杠桿等機械方法控制節(jié)流閥的開度，以實現(xiàn)流量控制的閥。行程節(jié)流閥

擺動式液壓缸也稱擺動液壓馬達，主要用來驅(qū)動作間歇回轉(zhuǎn)運動的工作機構(gòu)，常用于工夾具夾緊裝置、送料裝置、轉(zhuǎn)位裝置以及需要周期性進給的系統(tǒng)中。擺動式液壓缸分為單葉片式和雙葉片式兩種。擺動式液壓缸

液壓蓄能器是能量存貯裝置，它在適當?shù)臅r候把系統(tǒng)多余的壓力油貯存起來，在需要時又釋放出來供給系統(tǒng)，此外還能緩和液壓沖擊及吸收壓力脈動等。蓄能器液壓系統(tǒng)工作原理認識主要元器件知識拓展—液壓基本回路123目錄例題講解4采用二位三通閥的單作用缸換向回路換向回路2、鎖緊回路換向回路3、緩沖回路換向回路1、單級調(diào)壓回路調(diào)壓回路調(diào)壓回路2、二級調(diào)壓回路調(diào)壓回路3、三級調(diào)壓回路調(diào)壓回路4、無級調(diào)壓回路減壓回路1、單級減壓回路減壓回路2、二級減壓回路增壓回路１、單作用增壓缸的增壓回路增壓回路2、雙作用增壓缸的增壓回路１、換向閥的卸荷回路卸荷回路２、先導(dǎo)式溢流閥卸荷回路卸荷回路１、順序閥平衡回路平衡回路２、用單向節(jié)流閥的平衡回路平衡回路1、進油路節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回路結(jié)構(gòu)和調(diào)速原理節(jié)流閥串聯(lián)在液壓泵和執(zhí)行元件之間的進油路上，即構(gòu)成進油節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速回路。節(jié)流調(diào)速回路1、進油路節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速速度負載特性液壓缸的運動速度為：節(jié)流調(diào)速回路回路結(jié)構(gòu)和調(diào)速原理在執(zhí)行元件的回油路上串聯(lián)一個節(jié)流閥，即構(gòu)成回油節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速回路。節(jié)流調(diào)速回路2、回油路節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速2、回油路節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速回油路節(jié)流調(diào)速和進油路節(jié)流調(diào)速的比較進油路節(jié)流調(diào)速起動沖擊小。回油路節(jié)流調(diào)速，可承受一定的負方向載荷。節(jié)流調(diào)速回路回路結(jié)構(gòu)和調(diào)速原理將節(jié)流閥設(shè)置在與執(zhí)行元件并聯(lián)的旁油路上，即構(gòu)成回油節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速回路。節(jié)流調(diào)速回路3、旁油路節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速速度負載特性液壓缸的運動速度為：節(jié)流調(diào)速回路3、旁油路節(jié)流閥式節(jié)流調(diào)速1、變量泵和定量執(zhí)行元件組成容積調(diào)速回路2、定量泵和變量馬達組成容積調(diào)速回路3、變量泵和變量馬達組成容積調(diào)速回路1、限壓式變量泵和調(diào)速閥組成容積節(jié)流調(diào)速回路2、變壓式變量泵和節(jié)流閥組成容積節(jié)流調(diào)速回路1、液壓缸差動連接的快速運動回路快速運動回路2、雙泵供油的快速運動回路快速運動回路3、采用蓄能器供油的快速運動回路快速運動回路1、行程閥控制的快慢速換接回路速度換接回路2、換向閥控制的快慢速換接回路速度換接回路3、調(diào)速閥并聯(lián)的兩種慢速換接回路速度換接回路4、調(diào)速閥串聯(lián)的兩種慢速換接回路速度換接回路1、行程開關(guān)控制的順序動作回路順序動作回路2、行程閥控制的順序動作回路順序動作回路3、壓力控制的順序動作回路順序動作回路4、壓力繼電器控制的順序動作回路順序動作回路1、同步缸實現(xiàn)的同步回路同步運動回路2、同步馬達實現(xiàn)的同步回路同步運動回路3、帶補償?shù)拇?lián)液壓缸同步運動回路同步運動回路快慢速互不干擾回路其他回路液壓系統(tǒng)工作原理認識主要元器件知識拓展—液壓基本回路123目錄例題講解4例1：如圖所示的平衡回路，平衡回路要求順序閥有一定的調(diào)定壓力，防止換向閥處于中位時活塞向下運動，起到鎖緊作用。已知液壓缸無桿腔面積A1=80cm2，有桿腔面積A2=40cm2，活塞與運動部分自重G=6