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沖壓機(jī)械手-液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
沖壓機(jī)械手-液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
摘 要
本次設(shè)計(jì)的課題為沖壓機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)，完成對(duì)沖壓機(jī)械手液壓部分、液壓泵站、電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并繪制必要裝配圖、液壓系統(tǒng)圖、PLC控制系統(tǒng)原理圖等。
沖壓機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用油缸、螺桿、導(dǎo)向筒等機(jī)械器件組成；在液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，沖壓機(jī)械手的手臂伸縮采用伸縮油缸，手腕回轉(zhuǎn)采用回轉(zhuǎn)油缸，立柱的轉(zhuǎn)動(dòng)采用齒條油缸，沖壓機(jī)械手的升降采用升降油缸，立柱的橫移采用橫向移動(dòng)油缸；在PLC控制回路中，采用的PLC類型為FX2N，當(dāng)按下連續(xù)啟動(dòng)后，PLC按指定的程序，通過(guò)控制電磁閥的開(kāi)關(guān)來(lái)控制沖壓機(jī)械手進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作循環(huán)，當(dāng)按下連續(xù)停止按鈕后，沖壓機(jī)械手在完成一個(gè)動(dòng)作循環(huán)后停止運(yùn)動(dòng)。
關(guān)鍵詞：沖壓機(jī)械手、液壓系統(tǒng)、液壓泵站、控制回路、PLC
The stamping manipulator hydraulic system design
Abstract
The design issues for the stamping manipulator hydraulic system design, integrated use of the basic theory of learning, the basic knowledge and related mechanical design expertise, the completion of the punching robot hydraulic parts, hydraulic pump station, electrical control system design and draw necessary assembly drawings, hydraulic system diagram, PLC control system schematic diagrams.
Mechanical structure stamping manipulator using cylinder, screw, guide tube and other mechanical devices composed; hydraulic transmission mechanism, stamping robot arm retractable telescopic cylinders, wrist rotation using rotating cylinder, rotating column using rack cylinder, punching robot movements using the lift cylinder, racking uprights using lateral movement of the cylinder; in PLC control loop, PLC type used for the FX2N, when pressed consecutive start, PLC program specified by controlling the solenoid valve switches to control the press manipulator corresponding action cycle, when the stop button is pressed continuously, punching robot cycle after the completion of an action to stop the movement.
Keywords: Stamping manipulator, Hydraulic systems, Pump stations, Control circuit, PLC
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 沖壓機(jī)械手簡(jiǎn)介 1
1.2 我國(guó)沖壓機(jī)械手的發(fā)展 1
第2章 沖壓機(jī)械手液壓系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3
2.1 參數(shù)選定 3
2.1.1 臂力的選定 3
2.1.2 工作范圍的選定 3
2.1.3運(yùn)動(dòng)速度選定 3
2.2液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介 3
5.2液壓系統(tǒng)的組成 4
第3章 液壓部分的設(shè)計(jì) 5
3.1控制回路的選擇 5
3.1.1壓力控制回路 5
3.1.2速度控制回路 5
3.1.3方向控制回路 6
3.2液壓系統(tǒng)原理圖的擬定 6
3.2.1沖壓機(jī)械手的動(dòng)作順序 6
3.2.2沖壓機(jī)械手液壓系統(tǒng)原理圖 7
3.3液壓缸的設(shè)計(jì) 7
3.3.1手臂升降、伸縮缸，手指夾緊缸 7
3.3.2機(jī)械手回轉(zhuǎn)缸 10
3.3.3手腕回轉(zhuǎn)缸 11
第4章 液壓泵站的設(shè)計(jì) 13
4.1液壓元件及介質(zhì)的選擇 13
4.1.1液壓泵 13
4.1.2液壓介質(zhì)的選擇 13
4.1.3液壓閥類元件的選擇 13
4.1.4油箱的設(shè)計(jì) 15
4.1.5液壓集成閥塊設(shè)計(jì) 16
4.2其它輔助液壓裝置的設(shè)計(jì)選擇 16
4.2.1過(guò)濾器的選擇 16
4.2.3空氣濾清器的選擇 18
4.2.4液位計(jì)的選擇 18
4.3動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18
4.3.1電動(dòng)機(jī)的選擇 18
4.3.2聯(lián)軸器的選擇 18
4.4 液壓系統(tǒng)性能校核 19
4.4.1液壓系統(tǒng)壓力損失 19
4.4.2系統(tǒng)發(fā)熱計(jì)算 20
第5章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22
5.1液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)分析 22
5.2繼電器--接觸器控制線路設(shè)計(jì) 24
5.3電器元件的選擇 28
5.4 可編程控制器PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29
參考文獻(xiàn) 33
致 謝 34
0
第1章 緒論
1.1 沖壓機(jī)械手簡(jiǎn)介
幾千年前人類就渴望制造一種像人一樣的機(jī)器，以便將人類從繁重的勞動(dòng)中解脫出來(lái)。如古希臘神話《阿魯哥探險(xiǎn)船》中的青銅巨人泰洛斯（Taloas)，猶太傳說(shuō)中的泥土巨人等等，這些美麗的神話時(shí)刻激勵(lì)著人們一定要把美麗的神話變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，早在兩千年前就開(kāi)始出現(xiàn)了自動(dòng)木人和一些簡(jiǎn)單的機(jī)械偶人。
到了近代 ，沖壓機(jī)械手一詞的出現(xiàn)和世界上第一臺(tái)沖壓機(jī)械手問(wèn)世之后，不同功能的沖壓機(jī)械手也相繼出現(xiàn)并且活躍在不同的領(lǐng)域，從天上到地下，從工業(yè)拓廣到 農(nóng)業(yè)、林、牧、漁，甚至進(jìn)入尋常百姓家。沖壓機(jī)械手的種類之多，應(yīng)用之廣，影響之深，是我們始料未及的。
沖壓機(jī)械手由操作機(jī)（機(jī)械本體）、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。
沖壓機(jī)械手并不是在簡(jiǎn)單意義上代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的特長(zhǎng)和機(jī)器特長(zhǎng)的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù) 工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說(shuō)它也是機(jī)器的進(jìn)化過(guò)程產(chǎn)物，它是工 業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備。
1.2 我國(guó)沖壓機(jī)械手的發(fā)展
有人認(rèn)為，應(yīng)用沖壓機(jī)械手只是為了節(jié)省勞動(dòng)力，而我國(guó)勞動(dòng)力資源豐富，發(fā)展沖壓機(jī)械手不一定符合我國(guó)國(guó)情。這是一種誤解。在我國(guó)，社會(huì)主義制度的優(yōu)越性決定了沖壓機(jī)械手能夠充分發(fā)揮其長(zhǎng)處。它不僅能為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來(lái)高度的生產(chǎn)力和巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且將為我國(guó)的宇宙開(kāi)發(fā)、海洋開(kāi)發(fā)、核能利用等新興領(lǐng)域的發(fā)展做出卓越的貢獻(xiàn)。