机电一体化技术与系统项目二.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,项目二 液压与气动技术,问题,1,：什么是液压控制系统,问题,2,：液压传动有哪些独特技术优势,1,能对机电一体化设备中液压系统进行分析。,2,能对机电一体化设备中液压系统进行安装、调试。,任务,1,机械手液压系统分析,一、工业机械手认识,定义：,工业机械手是模仿人的手部动作，按给定程序实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。,组成：,机械手一般由执行机构、驱动机构、控制系统、检测装置等组成，智能机械手还具有感觉系统和智能系统。驱动系统多采用电液气混合控制。,分类,简易型工业机械手。,记忆再现型工业机械手。,计算机数字控制的工业机械手。,智能工业机械手。,二、液压控制原理分析,1,液压系统组成,动力元件,执行元件,控制元件,辅助元件,液压油,2,机械手动作循环,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；,27,压力调节器；,28,压力表,动作循环,插定位销,手臂前伸,手指张开,手指夹紧抓料,手臂上升,手臂缩回,手腕回转,180,拔定位销,手臂回转,95,插定位销,手臂前伸,手臂中停（此时主机的夹头下降夹料）,手指张开,（此时主机夹头夹料上升）,手指闭合,手臂缩回,手臂下降,手腕回转复位,拔定位销,手臂回转复位,待料卸荷（液压泵卸荷）。,动 作 顺 序,1Y,2Y,3Y,4Y,5Y,6Y,7Y,8Y,9Y,10Y,11Y,12Y,K26,插定位销,+,+,+,手臂前伸,+,+,+,手指张开,+,+,+,+,手指夹紧抓料,+,+,+,手臂上升,+,+,+,手臂缩回,+,+,+,手腕回转,180,+,+,+,+,拔定位销,+,手臂回转,95,+,+,插定位销,+,+,+,手臂前伸,+,+,+,手臂中停,+,+,手指张开,+,+,+,+,手指闭合,+,+,+,手臂缩回,+,+,+,手臂下降,+,+,+,手腕回转复位,+,+,+,+,拔定位销,+,手臂回转复位,+,+,待料卸荷,+,+,表,2-1.1,机械式动作次序,3,机械手液压控制原理,（,1,）插定位销,（,2,）手臂前伸，手指伸开，抓料,（,3,）手臂上升，缩回，手腕转动,（,4,）拔定位销，手臂回转，插定位销,（,5,）手臂前伸，中停，手指张开,（,6,）手指闭合，手臂缩回，下降，手腕回转复位,（,7,）拔定位销，手臂回转复位，待料卸荷,三、液压系统特点及推广,1,双泵供油，实现液压源与负载要求的流量匹配,2,节流调速，提供系统较高的速度刚性,3,死挡铁定位，行程节流阀缓冲，保证机械手工作平稳可靠,4,锁紧回路及平衡回路的使用，提高系统的可靠性,实践指导,一、液压系统安装,1,安装前的准备工作,2,安装程序及方案的确定,3,液压元件及管件质量检查,外观检查及要求,液压元件的拆洗及测试,一般主要液压元件的测试项目如表,2-1.2,所示。,元 件 名 称,测 试 项 目,液压泵、液压马达,额定压力、流量下的容积效率,液压缸,最低启动压力；缓冲效果；内外泄漏,液压阀,压力阀,调压状况，启闭压力，外泄漏,换向阀,换向状况，压力损失；内外泄漏,流量阀,调节状况，外泄漏,冷却器,通油和通水检查,表,2-1.2,液压元件拆洗后测试项目表,4,液压系统安装及其要求,（,1,）液压泵的安装,（,2,）液压缸安装,（,3,）液压管道的安装,二、液压系统调试,1,调试类型及准备,液压系统调试有出厂试验和总体调试两种类型。,不论哪一种类型，都应在调试前做好两项准备工作。,2,调试的一般顺序,一般先手动再自动，先空动调低压，然后调高压；先调控制回路再调主回路；先调轻载，后调重载；先调低速，再调高速；先调静态指标，再调动态指标。,能力目标：,了解液压伺服系统功能。,能进行液压伺服系统的分析。,能进行液压伺服系统的安装及调试。,能进行简单的液压伺服系统设计。,工作内容：,绘制喷漆机器人液压系统原理图及机械结构图。,调试喷漆机器人液压系统。,分析喷漆机器人液压系统性能。,任务,2,电液伺服系统应用,一、,电液伺服机构认识,1,液压伺服系统,液压传动,系统的优点、,高动态、高精确性、高的系统刚性、高功率密度,2,液压伺服系统分类,控制信号传递方式,：,机液伺服系统,、,电液伺服系统,、,气液伺服系统,。,系统控制的物理量,：,位置控制、速度控制、力控制,。,控制元件的种类及驱动方式,：,节流控制系统、容积式控制系统，即阀控制系统、泵控制系统,。,3,液压伺服系统工作原理,（,1,）电液伺服系统,1,液压缸；,2,流体管道；,3,阀板；,4,齿轮、齿条；,5,流量传感电位器；,6,给定电位器；,7,放大器；,8,电液伺服阀图,2-2.1,管道流量（或静压力）的电液伺服系统,任何一个电液控制系统，都可抽象为由一些基本元件构成,图,2-2.2,伺服系统的方框图,图,2-2.3,液压伺服靠模加工系统,（,2,）机液伺服系统,图,2-2.4,机液伺服系统原理举例,4,伺服阀,定义：,通过改变输入信号，连续、成比例地控制流量和压力的液压控制阀,。,分类：,机液伺服阀和电液伺服阀。,电液伺服阀组成：,电气,机械转换装置、液压放大器和反馈（平衡）机构,。,电液伺服阀分类,功能,：,压力式和流量式,。,液压放大级数,：,单级伺服阀、两级伺服阀、三级伺服阀,。,第一级阀的结构形式,：,滑阀、单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀、射流管阀和偏转板射流阀。,反馈形式,：,滑阀位置反馈、负载流量反馈和负载压力反馈,。,力矩马达是否浸泡在油中,：,湿式力矩马达和干式力矩马达,。,二、喷漆机器人系统设计,喷漆机器人设计的内容,确定基本参数,确定操作机的结构形式,选择驱动系统,选择,微型计算机控制系统,1,结构及原理分析,工作模式,一个直线缸通过摇杆机构驱动腰部旋转运动。,另两个直线油缸分别驱动三连杆机构和四连杆机构，从而实现垂直臂的前后摆动和水平臂的上下俯仰运动，使喷枪可达到活动范围内的任意位置。,腕部采用挠性手腕结构，分别由两个小型直线油缸驱动，可实现手腕的左右、上下摆动。,胸部的旋转运动由一个摆动油缸驱动，可使喷枪实现姿态的变化。,2,基本参数确定,图,2-2.5,喷漆机器人外形示意图,3,操作机设计,（,1,）腰部回转机构设计,图,2-2.6,腰部回转机构示意图,（,2,）平衡系统设计,1,弹簧；,2,摆动架；,3,垂直臂；,4,水平臂；,5,拉杆；,6,弹簧,图,2-2.7,平衡机构原理图,（,3,）挠性手腕,手腕由摆动液压缸驱动，可以做,210,转动。,4,电液伺服系统设计,机器人腰部的伺服阀选用,FF106-63,型，额定流量为,63L/min,，额定压力为,21MPa,。垂直臂、水平臂、腕关节均选用伺服阀，额定流量为,20L/min,，额定压力为,7MPa,。,图,2-2.8,电液伺服系统方框图,5,控制系统,喷漆机器人采用示教再现的操作方式，控制用的,CPU,为,8088,。,三、液压系统维护,常见故障,油箱油量不足,滤油器堵塞,进油管路密封不严,泵轴转向不正确,油液黏度不合适,系统压力不正常,1,熟悉掌握液压系统工作原理,熟悉液压系统的容量。,熟悉正确的工作压力。,熟悉伺服系统正确的信号电平、反馈电平、震动及增益等。,熟悉一般性的故障先兆,。,2,使用与维护的一般注意事项,正确使用与维护液压工作介质。,油温控制在合适范围。,应防止空气进入系统。,停机,4h,以上的设备，应先使液压泵空载运行,5min,，再启动执行器工作。,不允许任意调整电气控制系统的互锁装置、移动各限位开关、挡块、行程撞块的位置。,液压系统出现故障时，不能擅自乱动。,能力目标：,了解气动机械手结构。,熟悉气动机械手的控制。,能对气动机械手进行安装及调试。,了解气动控制一般维护。,工作内容：,元件、材料、气路图、电路图、程序清单及图纸。,检查与连接气动回路。,进行气缸工作行程的调试。,实现机械手的自动控制。,任务,3,气动机械手控制系统分析,一、气压传动常用元件及基本回路,1,气源装置,（,1,）空气压缩机,选用依据：,压力：,气源的工作压力应比气动系统的最高工作压力高,20%,左右,。,流量：,择空气压缩机的气量要和所需的排气量相匹配，并留有,10%,的余量。,（,2,）气源净化装置,作用：,除去压缩空气中所含的杂质及凝结水，调节并保持恒定的工作压力,。,2,气动执行元件,分类：气缸和气动马达。,（,1,）气缸的分类,压缩空气作用在活塞端面上的方向,：,单作用气缸、双作用气缸,。,结构特点,：,活塞式气缸、叶片式气缸、薄膜式气缸、气,液阻尼缸等,。,安装方式,：,耳座式、法兰式、轴销式和凸缘式,。,功能,：,普通气缸、特殊气缸,。,（,2,）气动马达的分类,叶片式（又称滑片式）,活塞式,薄膜式,3,气动控制元件,方向控制阀。,压力控制阀。,流量控制阀。,气动逻辑元件。,4,气动基本回路,（,1,）换向控制回路,利用一个二位三通阀实现单作用气缸的换向,使用二位五通阀的换向回路,两个二位三通阀代替一个二位五通阀的换向,使用双电二位四通阀实现换向控制,双气二位四通阀实现换向控制,双电三位四通阀实现换向控制,（,2,）速度控制回路,利用两个单向节流阀对单作用气缸的活塞杆的伸出、缩回实行速度控制,排气节流调速方式,改变行程阀的安装位置，即可改变开始缓冲的位置。,速度换接回路,（,3,）压力控制回路,一次压力控制回路。,二次压力控制回路,高低压转换回路,二、气动机械手的调试,1,提升气缸；,2,回转气缸；,3,双杆气缸；,4,气动手爪,1,气动机械手动作循环分析,机械手动作次序为：启动按钮,手臂伸出,抓料夹紧,手臂缩回,立柱旋转,立柱上升,手臂伸出,气爪松开放料,手臂缩回,立柱下降,立柱回转复位。,2,机械手气动控制回路分析,（,1,）运行速度控制,：,由进气口节流阀调节进气量,（,2,）运动方向控制,：,4,个自由度的控制气缸均为双作用气缸，每一气缸由一个二位五通阀控制其运动方向,（,3,）位置检测,检 测 器 件,检 测 方 法,特,点,位置开关,机械接触,安装空间较大，不受磁性影响，检测位置调整困难,接近开关,阻抗变化,安装空间较大，不受污蚀影响，检测位置调整困难,光电开关,光的变化,安装空间较大，不受磁性影响，检测位置调整困难,磁性开关,磁场变化,安装空间小，不受污蚀影响，检测位置调整容易,3,机械手气动回路原理,4,机械部件安装,图,2-3.13,提升机构组装图,图,2-3.14,机械部件装配完成的机械手,5,连接机械手气动回路,气源组件的安装。,电磁换向阀的安装。,气管连接。,6,气动控制回路调试,（,1,）气动管路的调试,管路系统清洗完毕,密封性试验,当发现有外部泄漏时，必须将压力降到零，才能进行元器件的拆卸及调整。,（,2,）机械手电气控制回路调试,机械手控制地址分配,输 入 信 号,地址,输 入 信 号,地址,输 出 信 号,地址,原点行程开关,X0,手爪缩回到位开关,X6,提升台控制电磁阀,Y0,提升台下限位开关,X1,手爪夹紧状态开关,X7,旋转电磁阀,Y1,提升台上限位开关,X2,复位按钮,X10,手爪伸出电磁阀,Y2,左转到位开关,X3,启动按钮,X11,手爪夹紧电磁阀,Y3,右转到位开关,X4,停止按钮,X12,手爪放松电磁阀,Y4,手爪伸出到位开关,X5,紧急停止按钮,X13,7,气动控制回路维护方案的制订及实施,开机前后要放掉系统中的冷凝水。,检查油雾器油面高度及调节情况，定期给油雾器加油。,随时注意压缩空气的清洁度，对空气过滤器的滤芯要定期清洗。,定期检查各部件有无异常。,设备长期不用时，应将各手柄放松。,