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LT
第四章液压集成块cad技术引言
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。
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。
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。
第一章机械
手设计要求分析1.设计目的和要求上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。
2.机械手简介与分析1.坐标形式分
析上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.运动分析如图所示,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,结构简单,
手臂运动范围大,有较高的定位准确度。
3.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第二章液
压系统设计1.根据工作要求确定一个工作循环周期的运动过程
2.据工作循环过程确定系统工况分析图3.拟订液压系统的工作原
理图4.根据整个系统的液压元件需求选择标准的液压元件5
液压缸尺寸的确定及安全强度的校核1.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4.手臂缩回5.立柱升高至至工作台6.手臂回转角度
动过程确定系统工况分析图
3.拟订液压系统的工作原理图1.根据整个系统的工作完成步
骤,选择合适的液压缸。
伸缩运动和升降运动选择单杆活塞液压
缸,回转运动选择摆动液压缸,保证整个系统能够达到稳定的运动效
果。
2.液压回路的选择确定液压执行元件以后,根据设备的
共组特点和工作要求确定对主要性能起决定性影响的主要回路,机械
手液压系统主要有针对伸缩运动,升降运动和回转运动的三个主要运
动回路。
3.综合以上的液压元件和液压回路液压回路的综合
就是把选择的液压回路放在一起,进行归并整理,增加必要的液压元
件和辅助回路,确定完整的液压传动系统。
同时注意:
a.尽量简化系
统机构,减少不必要的液压元件使用;b.保证整个液压系统运
动动作的可靠,安全,没有元件与机构之间的相互干涉问题的存在;
c.尽可能的去提高系统的工作效率,减少不必要的功耗的浪费;d.尽可能采用标准通用的液压元件。
综合以上的动作,原理以
及元件,绘制液压系统原理图。
下图为本机械手液压系统的工作原理
图4.根据整个系统的液压元件需求选择标准的液压元件机械手
液压系统的主要液压元件选择包括:
油箱,滤油器,油泵,溢流阀,
减压阀,单向阀,电磁换向阀,单向节流阀,以及相应的电器开关等,
主要液压元件规格如左表2.5液压缸尺寸的确定及安全强度的
校核1.伸缩液压缸的设计计算2.摆动缸的设计计算3.升降机构
的设计计算第三章集成块的设计1设计分析2根据具体的
要求进行设计计算3下面为集成块的设计步骤4液压集成块
的加工工艺在整个液压系统中,由于整个系统由若干个液压阀有机
组合在一起的,各个液压阀之间的连接方式主要有:
管式连接,板式
连接,集成式连接。
集成式连接又可以分为集成块式连接,叠加阀式
连接,插装锥阀式连接。
由于管式连接结构分散,尤其对于复杂的
液压系统,占据空间很大,管路交错,接头较多,装卸维修困难,并
且在接头处容易造成油液的泄露与空气的渗入,有时会产生噪音和震
动板式连接一般油管较多,而且易在两板之间形成间隙,出现漏油,
串腔等问题。
而集成块式连接是集成式连接中的一种,即借助于集成
块把标准式的板式连接的液压元件连接起来,它是一种代替管路把元
件连接起来的六面连接体,在连接体内根据各控制油路设计出需要
的油路通道,液压阀装在集成块周围。
集成块的上下面是块与块的结
合面,在结合面上加工有相同位置的压力油孔p,回油孔t,泄露油
孔l,以及安装螺栓孔。
集成块与装在周围的阀类元件之间组成一个
集成块组,可以完成一定典型回路的功能。
将所有的集成块组叠加在
一起,就可以构成整个集成块式的液压传动接系统。
在所有的
集成块组的下面应该有底板结构,底板上有压力油孔p,回油孔t,
泄露油孔l等,通过底板来实现集成块组与油泵和油箱的连接,在所
有的集成块组上面还应该有顶盖结构,在顶盖上可以安装压力表开
关,以便于测量系统中各连接点或者某一油路的压力情况,这种集成
方式的优点是它的机构紧凑,占地面积小,易于装卸和维修,并且具
有标准化和系列化产品。
以选用组合,因而被广泛用于各种中高压液
压系统和各种中低压液压系统中,但是对于它的设计,工作量比较大,
加工工艺复杂,不能任意修改等缺点。
2根据具体要求进行设计
计算上下料用的机械手液压系统的集成块设计系统见集成块装配
图,它包括地板块,升降机构控制集成块,回转机构控制集成块,伸
缩机构控制集成块以及顶盖等五个集成块组成。
下面针对整个系
统中的伸缩缸液压控制回路集成块为例子,具体说明整个集成块的设
计计算过程:
3.液压元件的选择为了能满足整个循环的工作要求,
则该回路共需四个液压元件,有相关手册查得它们的型号和规格,以
及安装底板在安装这些元件时候应考虑的油孔的相对位置情况等
gb8100-ag-06-2-a外型尺寸:
84mm*61mm安装螺栓孔和油孔的相对
板式连接外型尺寸:
60mm*90mm安装螺栓孔和油孔的相对位置如下
三位四通电磁换向阀弹簧对中型代号o型号:
34-h10b通径:
孔和油孔的相对位置如下:
单向节流阀型号:
l-h10板式连接
下3下面为集成块的设计步骤1.根据上面查得的标准,做液压元
件样板,根据阀的油孔和外型尺寸确定液压集成块的外型尺寸,以及
阀体在集成块某一面上所占的空间。
2.确定通道的孔径,集成块上
的公用通道,即压力油孔p,回油孔t,泄露油孔l,以及四个安装
孔,压力油孔由液压泵流量决定,本回路流量约为30l/min则取压
与液压元件连接的液压油孔由选定的液压元件规格确定,由于所选液
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