3.1机械手驱动系统的选择

3.1.1各类驱动系统的特点

工业机械手的驱动系统,按动力源分为液压,气动和电动三大类.根据需要也可由这三种基本类型组成复合式的驱动系统。
a液压驱动系统   由于液压技术是一种比较成熟的技术,它具有动力大,力(或力矩)惯量比大,快速响应高,易于实现直接驱动等特点,适用于承载能力大,惯性大以及在防爆环境中工作的机械手。
b气动驱动系统   具有速度快,系统结构简单,维修方便,价格低等特点,适用于中,小负载的系统中，但难于实现伺服控制,多用于程序控制的机械手中。如在上,下料和冲压机械手中应用较多。
c电动驱动系统   由于低惯量,大转矩的交,直流伺服电机及配套的伺服驱动器(交流变频器,支流脉冲调制器)的广泛采用,这类驱动系统在机械手中被大量选用。
3.1.2工业机械手驱动系统的选择原则

设计机械手时,选择哪一类驱动系统,要根据机械手的用途,作业要求,机械手的性能,规范,控制功能,维护的复杂程度,运行的功耗,性能与价格比以及现有的条件等综合因素加以考虑。在注意各类驱动系统特点的基础上,综合上述各因数,充分论证其合理性,可行性,经济性及可靠性后进行最终的选择。
一般情况下机械手驱动系统的选择大致按如下原则:
a  物料搬运(包括上，下料）用有限点位控制的程序控制机械手，重负载的可选用液压驱动系统，中等负载的可选用电动驱动系统，中等负载的选用电动驱动系统，轻负载的可选用气动驱动系统。冲压机械手用气动系统。
b  用于点焊和弧焊及喷涂作业的机械手，要求具有任意电位和轨迹控制功能，需采用伺服驱动系统。只有采用液压或电动驱动系统才能满足要求。

3.2 液压驱动系统
液压系统自60年代初到现在，已在机械手中获得广泛应用．目前，虽在中等负载以下的机械手中有采用电机驱动系统，但在简易经济型，重型的工业机械手和喷涂作业的机械手中采用液压系统的任然占有较大比例。
液压系统在机械手中所起的作用是通过电－液转换元件把控制信号进行功率放大，对液压动力机构进行方向，位置和速度的控制，进而控制机械的手臂按给定的运动规律动作。液压动力机构多数情况下采用直线液压缸或摆动液压缸．用于实现手臂的伸缩升降以及手腕，手臂的回转。

3.2.1程序控制机械手的液压系统

这类机械手属非伺服控制机械手，在只有简单搬运作业功能的机械手中，常常采用简易的逻辑控制装置或编程控制，对机械手实现有限位的控制．这类机械手的液压系统设计与其它液压机械设计所考虑的问题大致相同，只有在以下方面须加以重视。
a  液压缸设计：在确保密封性的前提下，尽量选用橡胶与氟化塑料组合的密封件，以减少摩擦阻力，提高液压缸的寿命．
b 定位点的缓冲与制动：因机械手手臂的运动惯量较大，在定位点前要加缓冲与制动机构或缩紧装置．
c对惯性较大的运动轴和接近机械手末端的腕部运动轴的液压缸两侧，最好加设安全保护装置，防止因碰撞过载损坏机械结构．

3.2.2液压系统传动方案的确定
     为便于机械手的自动控制，如采用可编程序控制器或微机进行控制，系统的压力和流量都不高，因此一般都选用电磁换向阀回路，以获得较好的自动化程度和经济效益.
液压机械手一般采用单泵或双泵供油，手臂伸缩，手臂俯仰和手臂旋转等机构采用并联供油，这样可有效降低系统的供油压力，此时为了保证多缸运动的系统互不干扰，实现同步或非同步运动，换向阀需采用中位“O”型换向阀。
3.3计算和选择液压元件
3.3.1选择液压控制阀
按控制阀的额定压力和额定流量大于系统最高工作压力和通过该阀的最大流量的原则来选用系统的各类液压阀。
3.3.2选择液压辅助元件
a 滤油器   按泵的最大流量选取流量大些的滤油器
b 油管和管接头   油管和管接头的通径按与阀一致来选取
c 油箱体积  油箱容量与系统的流量有关，其容量的大小可从散热角度来设计．计算出系统发热量与散热量，在考虑冷却散热后，从热平衡角度计算出油箱容箱。一般
 
式中   ——液压泵的额定流量
 ——油箱的有效容积
 ——与系统压力有关的经验数字   3.3.3拟定液压系统该系统的元件型号如表3-2
表3-2 元件型号及规格
序号 元件名称 型号 规格 数量
1 滤油器 XU-I 32X100 250N 321L/Min 1
2 电动机 Y100L1-4 P=2.2KW n=1430r/min 1
3 单 泵 CB-B25 2.5MPa  25L/Min 1
4 溢流阀 P-B25B 2.5MPa   12mm
1
5 电磁换向阀 22D-25B 2.5MPa   12mm
1
6 单向阀 QI-25B 6.3MPa   12mm
1
7 压力表 Y-60 4.0MPa 1
8 压力表开关 P-6B 6.3MPa 1
9 节流阀 L-25B 6.3MPa   12mm
5
10 电磁换向阀 22D-25BH 6.3MPa   12mm
1
11 电磁换向阀 34D-25BH 6.3MPa   12mm
1
12 单向顺序阀 XI-B25B 6.3MPa   12mm
1
13 电磁换向阀 22D-25BH 6.3MPa   12mm
1
14 电磁换向阀 34D-25BH 6.3MPa   12mm
1
15 减压阀 J-10B 6.3MPa 1
16 电磁换向阀 23D-10B 6.3MPa   12mm
1
17 液控单向阀 IY-25B 6.3MPa   12mm
1
18 压力继电器 DP1-63B 1.0～6.3MPa 1

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