PLC控制的振动下料机液压系统设计

1PLC控制的振动下料机液压系统设计摘要本文主要介绍了下料用机械手的设计过程，它包括了对于整个系统的工作要求和情况的分析，通过系统的工作过程确定整个液压系统的结构设计。分析整个循环过程确定系统工作原理图，根据系统参数要求选择标准的液压元件，完成液压系统的装配图。液压集成块作为现在液压系统的主要部件，液压集成块的CAD的研究与开发已为液压工程设计提供了有力支持，在对机械手液压系统集成块设计过程中，能够与实际的加工工艺相结合，并且对现在的液压集成块的CAD技术有很好的认识。关键词：机械手；液压系统；集成块武汉纺织大学XXX届毕业设计论文DesignofHydraulicSystemofManipulatorForHardeningMaterialLoadingAndUnloadingAbstract:Theprocessofloadingandunloadingmanipulatorisdesignedinthispaper,whichincludestheanalysisoftherequestofthesystemandthesituation,anddeterminesthestructuredesignofthehydraulicsystembytheworkingprocessofthesystem.Analysisoftheentireprocesstodeterminethesystemworkingprinciplediagram,accordingtothehydraulicsystemparametersfortheselectioncriteria,tofinishtheassemblydiagramofhydraulicsystem.Hydraulicintegratedblockasthemaincomponentsofthehydraulicsystemofhydraulicintegratedblocknow,researchanddevelopmentofhydraulicintegratedblockCADhasprovidedastrongsupportofhydraulicengineeringdesign,inthehydraulicsystemofthemanipulatorintegratedblockdesignprocess,canbecombinedwithprocesstheactual,andgoodknowledgeofCADtechnologyofhydraulicintegratedblocknow.Keywords:manipulator;hydraulicsystem;integratedblock1目录1前言...................................................12机械手技术特点.........................................23机械手设计要求分析.....................................23.1设计目的和要求.......................................23.2机械手简介与分析.....................................24液压系统设计...........................................34.1根据工作要求确定一个工作循环周期的运动过程............34.2确定系统工况分析图....................................54.3驱动设计要求.........................................54.4拟订液压系统的工作原理图.............................64.4.1根据整个系统的工作完成步骤，选择合适的液压缸......64.4.2液压回路的选择...................................64.4.3对以上的液压元件和液压回路进行综合................64.5液压缸尺寸的确定及安全强度的校核......................74.5.1伸缩液压缸的设计计算.............错误!未定义书签。4.5.2摆动液压缸设计计算...............错误!未定义书签。4.6液压元件的选择.......................错误!未定义书签。4.6.1动力元件(定量泵的选择)...........错误!未定义书签。4.6.2控制元件（电磁换向阀、压力阀、流量阀的选择）错误!未定义书签。4.6.3辅助元件（管道、接头、滤油器、油箱）错误!未定义书签。5集成块的设计...........................错误!未定义书签。5.1设计分析..............................错误!未定义书签。5.2根据具体的要求进行设计计算..........................105.3下面为集成块的设计步骤..............................135.4液压集成块的加工工艺................................166液压集成块CAD技术....................................187结论..................................................19参考文献：...............................................20致谢...................................................2111前言工业机器人一般指用于机械制造业中代替人完成具有大批量、高质量要求的工作，如汽车制造、摩托车制造、舰船制造、某些家电产品（电视机、电冰箱、洗衣机）、化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、包装、码垛等作业的机器人。工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。目前，国外已经研制和生产了各种不同的标准组件，而中国作为未来工业机器人的主要生产国，标准化的过程是发展趋势。中国制造业面临着向高端转变，承接国际先进制造、参与国际分工的巨大挑战。加快工业机器人技术的研究开发与生产是中国抓住这个历史机遇的主要途径。因此我国工业机器人产业发展要进一步落实：第一，工业机器人技术是我国由制造大国向制造强国转变的主要手段和途径，政府要对国产工业机器人有更多的政策与经济支持，参考国外先进经验，加大技术投入与改造；第武汉纺织大学XXX届毕业设计论文二，在国家的科技发展计划中，应该继续对智能机器人研究开发与应用给予大力支持，形成产品和自动化制造装备同步协调的新局面；第三，部分国产工业机器人质量已经与国外相当，企业采购工业机器人时不要盲目进口，应该综合评估，立足国产。智能化、仿生化是工业机器人的最高阶段，随着材料、控制等技术不断发展，实验室产品越来越多的产品化，逐步应用於各个场合。伴随移动互联网、物联网的发展，多传感器、分布式控制的精密型工业机器人将会越来越多，逐步渗透制造业的方方面面，并且由制造实施型向服务型转化[11]。2机械手技术特点1）淬火用下料机械手采用流体传动和可编程序控制器控制，距离保温炉较近的机构采用气动，距离较远的则采用液压，以避免由于温度过高而引起液压油液泄漏等问题；可以实现调整、手动及自动控制，电控系统结构紧凑、工作可靠，造价低于一般的继电器控制。降低了操作者的劳动强度、提高生产率和产品质量并保证了生产安全。2）液压系统所有执行器均采用回油节流调速，有利于油液散热和提高运动平稳性；通过节流阀与电磁换向阀配合实现执行器的缓冲控制。3）机械手的定位通过行程开关、光电开关和气缸驱动机械机构实现。4）在结构上，液压系统中的板式控制阀集成块，外形美观，使用维护方便。5）该系统还可推广至其他淬火机床或锻压机床的下料机械手中，因此研究推广淬火用下料机械手对我国乃至全世界的经济发张有着很重要的意义[4]。3机械手设计要求分析3.1设计目的和要求下料用机械手能在不同高度与不连续的工作台之间实现机械零件的重复取放，代替人工劳动，减轻了人工劳动强度，提高了自动化水平和劳动生产率，保证了产品和工人的质量与安全。3.2机械手简介与分析1）下料用机械手采用圆柱坐标的结构形式，主要的组成部分有：升降机构，回转机构，手臂伸缩结构等，在这三中机构中采用液压驱动传动方式，能保证机械手的整体结构的紧凑性，运动平稳以及可以方便的实现无级调速。2）如图1所示，机械手在工作过程中需三种运动，其中手臂的伸缩和立柱的升降为两种直线运动，而手臂的回转为圆周运动，所以采用圆柱坐标形式。其特点是，结武汉纺织大学XXX届毕业设计论文构简单，手臂运动范围大，有较高的定位准确度。图1机械手运动坐标形式Fig1Themovingcoordinateformofmanipulator3）机械手的工作范围：机械手在水平方向上的伸缩范围为至两个不同高度的工作台的距离，手臂伸缩总行程为500mm，手臂回转的运动范围为90度，立柱升降的垂直方向的距离为两工作台的高度差，总行程为200mm。4液压系统设计4.1根据工作要求确定一个工作循环周期的运动过程1）手臂位于初始位置（1）2）手臂伸长至工作台（1）3）手指抓取工件（延时20s，确保工件被抓住）4）手臂缩回5）立柱升高至所需高度，至工作台（2）6）手臂回转角度α，至位置（2）7）手臂伸长并释放工件（延时20s，确保工件被成功释放）8）手臂缩回武汉纺织大学XXX届毕业设计论文9）手臂回转角度—α，至位置（1）10）立柱下降高度至工作台（1）图2下料机械手运动位置示意图Fig2Themotionlocationdiagramofthemanipulator图3下料机械手工作行程范围示意图武汉纺织大学XXX届毕业设计论文Fig3Theworkingstrokerangediagramofthemanipulator工作行程范围：角度0-240度；手作工作范围200mm；高度工作范围200mm4.2据工作循环过程确定系统工况分析图，确保工作运动中的动作连续性图4机械手运动循环工况分析图Fig4Theanalysisofmotioncyclecharthemanipulatortof4.3驱动设计要求1）满足工业机械手动作顺序要求。动作顺序的各个动作均由电控系统发讯号控制武汉纺织大学XXX届毕业