1、項目二 液壓與氣動技術問題1：什么是液壓控制系統問題2：液壓傳動有哪些獨特技術優勢1能對機電一體化設備中液壓系統進行分析。2能對機電一體化設備中液壓系統進行安裝、調試。任務1機械手液壓系統分析一、工業機械手認識定義：工業機械手是模仿人的手部動作，按給定程序實現自動抓取、搬運和操作的自動裝置。組成：機械手一般由執行機構、驅動機構、控制系統、檢測裝置等組成，智能機械手還具有感覺系統和智能系統。驅動系統多采用電液氣混合控制。分類 簡易型工業機械手。 記憶再現型工業機械手。 計算機數字控制的工業機械手。 智能工業機械手。二、液壓控制原理分析1液壓系統組成 動力元件 執行元件 控制元件 輔助元件 液壓油

2、2機械手動作循環1大流量泵；2小流量泵；3、4溢流閥；5、6、7、9單向閥；8減壓閥；10、14、16、22電液換向閥；11、13、15、17、18、23、24單向調速閥；12單向順序閥；19行程節流閥；20、25電磁換向閥；21液控單向閥；26壓力繼電器；27壓力調節器；28壓力表 動作循環插定位銷手臂前伸手指張開手指夾緊抓料手臂上升手臂縮回手腕回轉180拔定位銷手臂回轉95插定位銷手臂前伸手臂中停（此時主機的夾頭下降夾料）手指張開（此時主機夾頭夾料上升）手指閉合手臂縮回手臂下降手腕回轉復位拔定位銷手臂回轉復位待料卸荷（液壓泵卸荷）。動 作 順 序1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y1

3、1Y12YK26插定位銷+ +手臂前伸+手指張開+手指夾緊抓料+手臂上升+手臂縮回+手腕回轉180+拔定位銷+手臂回轉95+插定位銷+ +手臂前伸+手臂中停+手指張開+手指閉合+手臂縮回+手臂下降+手腕回轉復位+拔定位銷+手臂回轉復位+待料卸荷+表2-1.1 機械式動作次序3機械手液壓控制原理（1）插定位銷（2）手臂前伸，手指伸開，抓料（3）手臂上升，縮回，手腕轉動（4）拔定位銷，手臂回轉，插定位銷（5）手臂前伸，中停，手指張開（6）手指閉合，手臂縮回，下降，手腕回轉復位（7）拔定位銷，手臂回轉復位，待料卸荷三、液壓系統特點及推廣1雙泵供油，實現液壓源與負載要求的流量匹配2節流調速，提供系統較

4、高的速度剛性3死擋鐵定位，行程節流閥緩沖，保證機械手工作平穩可靠4鎖緊回路及平衡回路的使用，提高系統的可靠性實踐指導一、液壓系統安裝1安裝前的準備工作2安裝程序及方案的確定3液壓元件及管件質量檢查 外觀檢查及要求 液壓元件的拆洗及測試一般主要液壓元件的測試項目如表2-1.2所示。元 件 名 稱測 試 項 目液壓泵、液壓馬達額定壓力、流量下的容積效率液壓缸最低啟動壓力；緩沖效果；內外泄漏液壓閥壓力閥調壓狀況，啟閉壓力，外泄漏換向閥換向狀況，壓力損失；內外泄漏流量閥調節狀況，外泄漏冷卻器通油和通水檢查表2-1.2 液壓元件拆洗后測試項目表4液壓系統安裝及其要求（1）液壓泵的安裝（2）液壓缸安裝 （

5、3）液壓管道的安裝二、液壓系統調試1調試類型及準備液壓系統調試有出廠試驗和總體調試兩種類型。不論哪一種類型，都應在調試前做好兩項準備工作。2調試的一般順序一般先手動再自動，先空動調低壓，然后調高壓；先調控制回路再調主回路；先調輕載，后調重載；先調低速，再調高速；先調靜態指標，再調動態指標。能力目標： 了解液壓伺服系統功能。能進行液壓伺服系統的分析。能進行液壓伺服系統的安裝及調試。能進行簡單的液壓伺服系統設計。工作內容：繪制噴漆機器人液壓系統原理圖及機械結構圖。調試噴漆機器人液壓系統。分析噴漆機器人液壓系統性能。任務2電液伺服系統應用一、電液伺服機構認識1液壓伺服系統液壓傳動系統的優點、高動態、

6、高精確性、高的系統剛性、高功率密度2液壓伺服系統分類控制信號傳遞方式：機液伺服系統、電液伺服系統、氣液伺服系統。系統控制的物理量：位置控制、速度控制、力控制。控制元件的種類及驅動方式：節流控制系統、容積式控制系統，即閥控制系統、泵控制系統。3液壓伺服系統工作原理（1）電液伺服系統1液壓缸；2流體管道；3閥板；4齒輪、齒條；5流量傳感電位器；6給定電位器；7放大器；8電液伺服閥圖2-2.1 管道流量（或靜壓力）的電液伺服系統任何一個電液控制系統，都可抽象為由一些基本元件構成圖2-2.2 伺服系統的方框圖 圖2-2.3 液壓伺服靠模加工系統（2）機液伺服系統圖2-2.4 機液伺服系統原理舉例4伺服

7、閥定義：通過改變輸入信號，連續、成比例地控制流量和壓力的液壓控制閥。分類：機液伺服閥和電液伺服閥。電液伺服閥組成：電氣機械轉換裝置、液壓放大器和反饋（平衡）機構。電液伺服閥分類功能：壓力式和流量式。液壓放大級數：單級伺服閥、兩級伺服閥、三級伺服閥。第一級閥的結構形式：滑閥、單噴嘴擋板閥、雙噴嘴擋板閥、射流管閥和偏轉板射流閥。反饋形式：滑閥位置反饋、負載流量反饋和負載壓力反饋。力矩馬達是否浸泡在油中：濕式力矩馬達和干式力矩馬達。二、噴漆機器人系統設計噴漆機器人設計的內容確定基本參數確定操作機的結構形式選擇驅動系統選擇微型計算機控制系統1結構及原理分析工作模式 一個直線缸通過搖桿機構驅動腰部旋轉運

8、動。 另兩個直線油缸分別驅動三連桿機構和四連桿機構，從而實現垂直臂的前后擺動和水平臂的上下俯仰運動，使噴槍可達到活動范圍內的任意位置。 腕部采用撓性手腕結構，分別由兩個小型直線油缸驅動，可實現手腕的左右、上下擺動。 胸部的旋轉運動由一個擺動油缸驅動，可使噴槍實現姿態的變化。2基本參數確定圖2-2.5 噴漆機器人外形示意圖3操作機設計（1）腰部回轉機構設計 圖2-2.6 腰部回轉機構示意圖（2）平衡系統設計1彈簧；2擺動架；3垂直臂； 4水平臂；5拉桿；6彈簧 圖2-2.7 平衡機構原理圖（3）撓性手腕手腕由擺動液壓缸驅動，可以做210轉動。4電液伺服系統設計機器人腰部的伺服閥選用FF106-6

9、3型，額定流量為63L/min，額定壓力為21MPa。垂直臂、水平臂、腕關節均選用伺服閥，額定流量為20L/min，額定壓力為7MPa。圖2-2.8 電液伺服系統方框圖5控制系統噴漆機器人采用示教再現的操作方式，控制用的CPU為8088。三、液壓系統維護常見故障油箱油量不足濾油器堵塞進油管路密封不嚴泵軸轉向不正確油液黏度不合適系統壓力不正常1熟悉掌握液壓系統工作原理 熟悉液壓系統的容量。 熟悉正確的工作壓力。 熟悉伺服系統正確的信號電平、反饋電平、震動及增益等。 熟悉一般性的故障先兆。2使用與維護的一般注意事項 正確使用與維護液壓工作介質。 油溫控制在合適范圍。 應防止空氣進入系統。 停機4h

10、以上的設備，應先使液壓泵空載運行5min，再啟動執行器工作。 不允許任意調整電氣控制系統的互鎖裝置、移動各限位開關、擋塊、行程撞塊的位置。 液壓系統出現故障時，不能擅自亂動。能力目標： 了解氣動機械手結構。熟悉氣動機械手的控制。能對氣動機械手進行安裝及調試。了解氣動控制一般維護。工作內容：元件、材料、氣路圖、電路圖、程序清單及圖紙。檢查與連接氣動回路。進行氣缸工作行程的調試。實現機械手的自動控制。任務3氣動機械手控制系統分析一、氣壓傳動常用元件及基本回路1氣源裝置（1）空氣壓縮機選用依據：壓力：氣源的工作壓力應比氣動系統的最高工作壓力高20%左右。流量：擇空氣壓縮機的氣量要和所需的排氣量相匹配

11、，并留有10%的余量。（2）氣源凈化裝置作用：除去壓縮空氣中所含的雜質及凝結水，調節并保持恒定的工作壓力。2氣動執行元件分類：氣缸和氣動馬達。（1）氣缸的分類壓縮空氣作用在活塞端面上的方向：單作用氣缸、雙作用氣缸。結構特點：活塞式氣缸、葉片式氣缸、薄膜式氣缸、氣液阻尼缸等。安裝方式：耳座式、法蘭式、軸銷式和凸緣式。功能：普通氣缸、特殊氣缸。（2）氣動馬達的分類葉片式（又稱滑片式）活塞式薄膜式3氣動控制元件 方向控制閥。 壓力控制閥。 流量控制閥。 氣動邏輯元件。4氣動基本回路（1）換向控制回路利用一個二位三通閥實現單作用氣缸的換向使用二位五通閥的換向回路兩個二位三通閥代替一個二位五通閥的換向使

12、用雙電二位四通閥實現換向控制雙氣二位四通閥實現換向控制雙電三位四通閥實現換向控制（2）速度控制回路利用兩個單向節流閥對單作用氣缸的活塞桿的伸出、縮回實行速度控制排氣節流調速方式改變行程閥的安裝位置，即可改變開始緩沖的位置。速度換接回路（3）壓力控制回路 一次壓力控制回路。 二次壓力控制回路高低壓轉換回路二、氣動機械手的調試1提升氣缸；2回轉氣缸；3雙桿氣缸；4氣動手爪1氣動機械手動作循環分析機械手動作次序為：啟動按鈕手臂伸出抓料夾緊手臂縮回立柱旋轉立柱上升手臂伸出氣爪松開放料手臂縮回立柱下降立柱回轉復位。2機械手氣動控制回路分析（1）運行速度控制：由進氣口節流閥調節進氣量（2）運動方向控制：4

13、個自由度的控制氣缸均為雙作用氣缸，每一氣缸由一個二位五通閥控制其運動方向（3）位置檢測檢 測 器 件檢 測 方 法特 點位置開關機械接觸安裝空間較大，不受磁性影響，檢測位置調整困難接近開關阻抗變化安裝空間較大，不受污蝕影響，檢測位置調整困難光電開關光的變化安裝空間較大，不受磁性影響，檢測位置調整困難磁性開關磁場變化安裝空間小，不受污蝕影響，檢測位置調整容易3機械手氣動回路原理4機械部件安裝 圖2-3.13 提升機構組裝圖 圖2-3.14 機械部件裝配完成的機械手5連接機械手氣動回路 氣源組件的安裝。 電磁換向閥的安裝。 氣管連接。6氣動控制回路調試（1）氣動管路的調試管路系統清洗完畢密封性試驗當發現有外部泄漏時，必須將壓力降到零，才能進行元器件的拆卸及調整。（2）機械手電氣控制回路調試機械手控制地址分配輸 入 信 號地址輸 入 信 號地址輸 出 信 號地址原點行程開關X0手爪縮回到位開關X6提升臺控制電磁閥Y0提升臺下限位開關X1手爪夾緊狀態開關X7旋轉電磁閥