1、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。一、工业机械手认识一、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、液压控制原理分析二、液压控制原理分析1液压系统组成液压系统组成 动力元件 执行元件 控制元件 辅助元件 液压油
2、2机械手动作循环机械手动作循环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）。动动 作作 顺顺 序序1Y2Y3Y4Y5Y6
3、Y7Y8Y9Y10Y11Y12YK26插定位销插定位销+手臂前伸手臂前伸 +手指张开手指张开+手指夹紧抓料手指夹紧抓料+手臂上升手臂上升 +手臂缩回手臂缩回 +手腕回转手腕回转180+拔定位销拔定位销+手臂回转手臂回转95+插定位销插定位销+手臂前伸手臂前伸 +手臂中停手臂中停 +手指张开手指张开+手指闭合手指闭合+手臂缩回手臂缩回 +手臂下降手臂下降 +手腕回转复位手腕回转复位+拔定位销拔定位销+手臂回转复位手臂回转复位+待料卸荷待料卸荷+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
4、，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。元元 件件 名名 称称测测 试试 项项 目目液压泵、液压马达液压泵、液
5、压马达额定压力、流量下的容积效率额定压力、流量下的容积效率液压缸液压缸最低启动压力；缓冲效果；内外泄漏最低启动压力；缓冲效果；内外泄漏液压阀液压阀压力阀压力阀调压状况，启闭压力，外泄漏调压状况，启闭压力，外泄漏换向阀换向阀换向状况，压力损失；内外泄漏换向状况，压力损失；内外泄漏流量阀流量阀调节状况，外泄漏调节状况，外泄漏冷却器冷却器通油和通水检查通油和通水检查表表2-1.2 液压元件拆洗后测试项目表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
6、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。一、一、电液伺服机构认识 1液压伺服系统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、
7、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。
8、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
9、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电液伺服系统设计电液伺服系统设计 机器人腰部的伺服阀选用F
10、F106-63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使用与维护的一般
11、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。一、气压传动常用元件及基本回路一、气压传动常用元件及基本回路1气源装置气源装置（1）空气压缩机选用依据：压力：气源的工作
12、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。c12fqK Kq（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。
13、4气动基本回路气动基本回路（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气动机械手动作循环分析机
14、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）位置检测检检 测测 器器 件件检检 测测 方方 法法特特 点点位置开关位置开关机械接触安装空间较大，不受磁性影响，检测位置调整困难安装空间较大，不受磁性影响，检测位置调整困难接近开关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
15、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性开关磁场变化磁场变化安装空间小，不受污蚀影响，检测位置调整容易安装空间小，不受污蚀影响，检测位置调整容易3机械手气动回路原理机械手气动回路原理4机械部件安装机械部件安装 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
16、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。
