工業機械手電液控制方案的選擇

1電液控制方案的確定工業機械是近幾十年開發的一種高科技自動生產設備。它具有悠久的耐用性、精確的操作、適應性強、適應性強、適應性強等特點。它能夠更好地適應產品和樣品的不斷變化，滿足靈活生產的需要，能夠顯著提高工作效率和降低成本，在市場經濟領域具有很大的發展空間。由于本文研發的機械手是液壓驅動的，因而在控制的時候選擇了電液控制方案。即采用工業上的PLC結合液壓的電磁控制閥實現控制。位置信號采集采用的是MJ-Y6霍爾型接近開關，同PLC實現實時通訊。2手學習的機構組成機械手的基本形式采用的是圓柱坐標，機械手擁有4個自由度，能實現機身升降及回轉，手臂伸縮及回轉，以及手爪張合5個運動。由5個液壓缸、4大部件組成：（1）手部，采用一個直線液壓缸，通過機構運動實現手爪的張合。（2）腕部，采用一個回轉液壓缸實現手部回轉。（3）臂部，采用直線缸來實現手臂伸縮。（4）機身，采用一個直線缸和一個回轉缸來實現機身升降和回轉。3液壓系統工作原理機械手的驅動形式有很多，這里采用了液壓驅動系統，因為液壓技術是一種比較成熟的技術，它具有動力大、力（或力矩）慣量比大、響應快速、易于實現直接驅動等特點，更加貼近實際生產。液壓系統在機械手中所起的作用是通過電-液轉換元件把控制信號進行功率放大，對液壓動力機構進行方向、位置和速度的控制，進而控制機械手的手臂按給定的運動規律動作。液壓動力機構多數情況下采用直線液壓缸或擺動液壓缸，用于實現手臂的伸縮升降以及手腕、手臂的回轉。3.1成緩沖回路通用工業機械手要求可變行程，它是由微機控制，可在行程中任意點定位，故應在液壓系統中采用緩沖裝置，形成緩沖回路。如圖2所示，就是一例。它由二位二通電磁換向閥和節流閥并聯組成。當液壓缸運動快到希望點時，由位置檢測裝置(電位器)發訊號給微機，然后微機控制電磁鐵通電切斷二位二通閥的通路，液壓缸的回路改經節流閥回油箱，增大了回油路的阻力，使液壓缸速度減慢，防止沖擊達到緩沖目的，這種回路也適用于擺動缸。3.2平衡閥的使用手臂俯仰（或手臂升降缸）在系統失壓情況下會自由下落式超速下行，所以應在回路中增加平衡回路，方法可用單向順序閥做平衡閥。手臂伸縮缸有俯仰狀態時，亦應同樣考慮。夾緊缸在夾緊工件時，為防止失電等意外情況，應加鎖緊保壓回路。為防止夾緊缸壓力受系統壓力波動的影響過高，導致夾緊力過大損壞工件，或過低無法夾緊工件，造成意外的安全事故，需在油路上增加減壓閥保證夾緊液壓缸的壓力恒定不變。3.3臂系統的綜合和改進在上述主要液壓回路選好后，再加上其它功用的輔助油路（如卸荷、測壓等油路），就可以進行合并為完整的液壓系統。4電控與液控的有機結合本設計采用的驅動執行液壓系統，而控制又采用了電控與液控的有機結合。這樣的設置很符合工業實際應用的模式，即控制要求方便、驅動要求有效、運行要求穩定等。4.1大可耗的物品，回轉，節約人力本設計中的液動式機械手有4個自由度，能夠在空間中完成手爪的夾緊與放松，手腕的回轉，手臂的伸縮，機身的升降與90°回轉等動作，從而實現其把大小合適的物品從A點搬到B點的功能，在簡單重復的操作方面節省人力，代替人從事繁重和危險的工作。為了使控制更加便捷，本設計中將控制方式設成了手動和自動兩種。4.2plc的電路設計在本設計中所選用的PLC是S7-200CPU226型號。S7-200系列PLC是SIEMENS公司推出的一種小型PLC。它以緊湊的結構、良好的擴展性、強大的指令功能、低廉的價格，已經成為當代各種小型控制工程的理想控制器。電氣部分主要由電源、PLC、指示燈和控制開關等組成。通過控制開關可以選擇單步、連續、自動等工作方式。PLC根據不同程序對機械手的每一個動作進行控制。液動部分由PLC來控制電磁閥吸合，從而對機械手執行部件的換向、壓力和調速等進行控制。4.3距離開關為實現系統功能，通過設置上下、左右、兩個回轉等8個霍爾式接近開關來控制機械手的升、降，左、右回轉，前后伸、縮及手爪的夾緊與松放等五個動作輸出。同時，為了滿足生產的需要,設置了手動和自動兩種工作方式。5plc程序模擬控制方案方面，在有效結合機電液后，本機械手實現了有效與簡便的統一。通過接近式開關的信號輸入，利用工業用PLC程序的有效控制，再結合液壓有效驅