工业机械手液压系统1
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平衡臂机械手的设计之PLC逻辑顺序控制和液压系统设计摘要:本次设计的液压传动机械手根据规定的动作顺序,综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识,完成对机械手的设计,并绘制必要装配图、液压系统图、PLC控制系统原理图。
机械手的机械结构采用油缸、螺杆、导向筒等机械器件组成;在液压传动机构中,机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸,手腕回转采用回转油缸,立柱的转动采用齿条油缸,机械手的升降采用升降油缸,立柱的横移采用横向移动油缸;在PLC控制回路中,采用的PLC类型为FX2N,当按下连续启动后,PLC按指定的程序,通过控制电磁阀的开关来控制机械手进行相应的动作循环,当按下连续停止按钮后,机械手在完成一个动作循环后停止运动。
本设计拟开发的上料机械手可在空间抓放物体,动作灵活多样,可代替人工在高温和危险的作业区进行作业,可抓取重量较大的工件。
关键词:机械手、液压、控制回路、PLCThe design of the hydraulic manipulatorAbstract The design of hydraulic drive manipulator movements under the provisions of the order ,use the basic theory, basic knowledge and related mechanical design expertise comprehensively to complete the design,and drawing the necessary assembly, hydraulic system map, PLC control system diagram . Manipulator mechanical structure using tanks, screw ,guide tubes and other mechanical device component ;In the hydraulic drive bodies ,manipulator arm stretching using telescopic tank ,rotating column of tanks used rack ,manipulator movements using tank movements ,the column takes the horizontal movement of tanks ;The PLC control circuit use the type of FX2N PLC .When pressed for commencement ,PLC in accordance with the prescribed procedures ,through the control of the solenoid valve to control the switch manipulator corresponding moves cycle ,after press the row stop button , the manipulator complete a cycle of action to stop after the hole campaign.The design of the proposed development of the information on the manipulator can grasp up in space objects ,flexible and varied movements ,can replace the artificial heat and dangerous operation conducted operations,and can grasp the larger workpieces .Keywords Manipulator 、Hydraulic、Control Loop 、PLC目录Abstract (1)摘要 (1)第一章前言 (4)1.1工业机器人 (4)1.1.1工业机器人简介 (4)1.1.2世界机器人的发展 (4)1.1.3我国工业机器人的发展 (5)1.2工业机械手 (6)1.2.1简史 (6)1.2.2应用简况 (7)1.2.3国内外机械人发展趋势 (7)1.3机械手的组成和分类 (9)1.3.1机械手的组成 (9)1.3.2机械手的分类 (11)1.4本课题研究的主要内容及意义 (11)1.4.1 课题七杆二自由度机械手设计内容及基本要求 (11)1.4.2重点研究的问题: (11)1.4.3 本次设计的意义 (11)第二章机械手机械结构的设计计算 (12)2.1 机械手机构的分析与设计....................................................................................................... - 13 -2.1.1机械手的自由度............................................................................................................ - 13 -2.1.2坐标形式........................................................................................................................ - 14 -2.1.3机械手的机构简图以及部件尺寸................................................................................ - 14 -2.1.4机械手总体方案的比较 (15)第三章平衡臂机械手总体设计方案 (15)3.1 机械手总体系统的设计 (15)3.2液压机械手液压系统的工作原理 (15)3.3液压系统的组成原理 (16)3.4液压传动机械手的特点 (16)3.5机械手的动作顺序 (17)3.6平衡臂机械手总体布局方案的确定 (18)第四章液压系统的设计 (18)4.1 液压系统控制回路的比较选择 (18)4.2 液压系统工作原理图 (20)4.3 液压系统执行元件的比较选择 (21)4.4液压系统动力装置的计算选择 (22)4.4.1大臂上双作用活塞式油缸的流量计算及驱动泵的要求 (22)4.4.2带动手部夹紧油缸的流量计算及驱动泵的要求 (23)4.4.3水平伸缩油缸的流量计算及驱动泵的要求 (24)4.2.4驱动泵和驱动电机的选择 (26)4.5液压系统控制装置的计算选择 (26)4.6液压系统辅助装置的计算选择 (27)4.7集中配置液压装置 (28)4.7.1液压泵站的集成配置 (29)4.7.2液压控制装置的集成配置 (29)第五章 PLC控制回路的设计 (31)5.1电磁铁动作顺序 (31)5.2电气控制原理图 (32)5.3现场器件与PLC内部等效继电器对照表 (35)5.4 PLC与现场器件的实际连接图 (36)5.5梯形图 (37)5.6指令程序 (38)结束语 (42)参考文献 (43)附录一英文文献翻译 (44)附录二英文文献原文 (48)第一章前言1.1 工业机器人1.1.1工业机器人简介几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器,以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。
《液压传动》课程教学设计摘要:液压传动是利用液体的压力能实现传动与控制的一种新兴传动形式,随着科技的发展,液压传动在制造、工程建筑、石油化工以及交通运输等方面运用日趋广泛。
《液压传动》课程融合机械设计、电器控制以及控制工程等多门学科知识,是实现各种机械传动和自动控制的学科,它是轨道类专业学生必修的、实践性较强的专业技术基础课。
通过本课程的学习使学生掌握液压传动技术的基础知识,为毕业后从事一般、专用设备的设计制造及使用、维修方面的工作打下基础。
该文根据实际教学情况进行《液压传动》教学设计阐述。
关键词:液压传动教学设计设备1 课程性质、地位与作用我院城市轨道车辆专业主要面向轨道交通车辆生产及轨道交通运营行业企业,培养掌握城市轨道交通车辆的维修、运用、生产及调试技术,具有车辆机械部件装配,电气线路装配、车辆机械及电气故障检测与维修、车辆驾驶等能力,能从事城市轨道车辆维修、驾驶、生产及调试等工作的德、智、体、美等方面全面发展的高素质技能型专门人才。
其面向的就业岗位是轨道车辆电气线路组装、车辆机械部件装配、车辆电气系统调试、车辆售后服务(维修)、城市轨道交通车辆检修工、城市轨道交通车辆运行维护、轨道车辆驾驶、行车调度。
《液压传动》课程是针对车辆机械部件装配、车辆售后服务(维修)、城市轨道交通车辆检修工、城市轨道交通车辆运行维护岗位所开设的一门专业必修基础课程。
本课程所介绍的内容,是学生将来从事机械工程技术人员必须掌握的基础知识。
通过本课程的学习为后续课程通过本课程《城市轨道交通车辆》、《轨道车辆检修》、《轨道车辆装配》的学习奠定基础。
2 教学目标通过本课程的理论教学与实验探索,使学生了解液压传动的原理及组成,熟悉各元件的结构及功能,培养学生安装液压控制回路和分析液压系统功能的能力,具备一定的动手能力,为提高学生的职业能力和可持续性发展打下基础。
2.1 知识目标(1)了解流体力学的基本概念与基本方程。
(2)掌握液压回路的基本工作原理及应用。
液压原理培训教材第一章液压系统简述一、液压传动的工作原理1、液压传动是以液体为工作截止来传递动力的2、液压传动用液体的压力能来传递动力,它与液体动能的液力传动是不相同的。
3、液压传动中的工作介质是在受控制,受调节的状态下进行工作的,因此液压传动和液压控制常常难以截然分开。
二、液压传动的组成部分1、动力装置―――把机械能转换成油液液压能的装置,最常见的形式就是液压泵,它给液压系统提供压力油。
2、执行装置―――把油液的液压能转换成机械能的装置,它可以是作直线运动的液压缸,也可以是作回转运动的液压马达。
3、控制调节装置―――对系统中油液的压力、流量、或流动方向进行控制或调节的装置,例如溢流阀,节流阀、换向阀、先导阀等,这些元件的不同组合形成了不同功能的液压系统。
4、辅助装置―――上述部分以外的其它装置,例如油箱、滤油器、油管等。
三、液压传动的控制方式液压传动的“控制方式”有两种不同的涵义,一种指对传动部分的操控调节方式,另一种是指控制部分本身结构组成形式。
液压传动的操纵调节方式可以概略的分为手动式,半自动式、和全自动式。
而液压系统中控制部分的结构组成形式有开环和闭环式的两种。
如平台的液压猫头就是开式的手动控制系统。
而顶驱机械手的液压控制系统为闭环控制。
四、液压传动的优缺点优点:1、在同等体积下,液压装置能比电气装置产生出更多的动力。
在同等功率下,液压装置的体积小,重量轻,结构紧凑。
液压马达的体积和重量只有同等功率电机的12%左右。
2、液压装置工作比较平稳。
3、液压装置能在大范围内实现无极调速,它还可以在运动状态下进行调速。
4、液压装置易于实现自动化。
当液压控制和电气控制。
电子控制或气动控制结合起来使用的时候,整个传动装置能实现很复杂的顺序动作。
接收远程控制。
5、液压装置易于实现过载保护。
6、由于液压元件已实现标准化,系列化和通用化。
液压装置的设计、制作和使用都比较方便。
7、用液压装置实现直线运动比机械传动简单。
摘要液压挖掘机是工程机械的一个重要品种,是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程的土方机械。
液压挖掘机利用液压元件(液压泵、液压马达、液压缸等)带动各种构件动作,具有许多优点,于是它对液压系统的设计提出了很高的要求,其液压系统也是工程机械液压系统中较为复杂的。
因此,对挖掘机液压系统的分析设计对推动我国挖掘机发展具有十分重要的意义。
在搜集了国内外挖掘机液压系统相关资料的基础上,了解了挖掘机液压系统的发展历史,并对挖掘机液压系统的技术发展动态进行了分析总结。
本次毕业设计课题是液压挖掘机。
挖掘机由多个系统组成,包括液压系统,传动系统,操纵系统,工作装置,底架,转台,油箱,发动机安装等。
本人的设计主要致力于分析和设计中型液压挖掘机液压系统的液压元件。
以液压元件和液压回路为主。
关键词:挖掘机液压系统液压泵AbstractConstruction machinery hydraulic excavator is an important species, is a widely used in construction, railway, highway, water conservancy, mining and other construction projects of Earthmoving Machinery. The use of hydraulic excavator hydraulic components (hydraulic pumps, hydraulic motors, hydraulic cylinders, etc.) bring a variety of component movement, has many advantages, so it is the design of the hydraulic system of the high demands, and its hydraulic system engineering machinery hydraulic system is the most complex. Therefore, the analysis of excavator hydraulic system design in promoting the development of China's excavator of great significance.At home and abroad in gathering relevant information excavator hydraulic system on the basis of the understanding of the excavators of the historical development of the hydraulic system, hydraulic excavators and technical developments have been analyzed and summarized. The graduation project is the subject of hydraulic excavators YW160. Mini-excavator from multiple systems, including hydraulic system, transmission system, control system, the working devices, chassis, turntable, fuel tanks, engine installation. I focused on the design of the analysis and design of medium-sized hydraulic excavator hydraulic system hydraulic components. Hydraulic components and the main hydraulic circuit.Keywords: hydraulic pump hydraulic system of excavator目录第1章概论 (5)1.1挖掘机的简介 (5)1.2液压挖掘机的发展概况 (6)1.2.1 国外液压挖掘机目前水平及发展趋势 (7)1.2.2 国内液压挖掘机的发展概况 (10)1.3设计的内容和设计内容的意义 (10)1.4 设计内容的安排 (12)第2章挖掘机液压系统的计算 (12)2.1液压挖掘机的基本系统 (12)2.1.1 挖掘机液压系统的简介 (12)2.1.2YW-160型单斗液压挖掘机液压系统 (13)2.2液压挖掘机工作装置油缸作用力的确定 (16)2.2.1 动臂油缸作用力分析 (16)2.2.2 铲斗油缸工作受力分析 (17)2.2.3 斗杆油缸作用力分析 (18)2.3液压元件的计算 (20)2.3.1 液压缸内径 (20)2.3.2 缸筒壁厚 (20)2.3.3 缸筒壁厚验算 (20)2.3.4 活塞杆计算 (21)2.3.5 活塞杆强度计算 (21)2.3.6 确定液压系统的工作压力 (21)2.3.7 确定液压缸的主要参数和工作压力 (21)2.3.8 确定液压马达的排量和工作压力 (22)2.3.9 计算液压缸与液压马达的流量 (22)第3章液压元件的选择 (23)3.1液压缸的选择 (23)3.2 液压泵的选择 (23)3.3液压马达的选择 (23)3.4发动机的选择 (23)第4章液压系统回路的设计 (24)4.1液压缸控制回路 (24)4.2液压马达控制回路 (25)4.3计算系统所需的最大流量 (26)4.4压力损失的计算 (26)4.5拟定液压源控制回路 (27)第5章液压系统性能验算 (28)5.1液压系统功率损失 (28)5.2液压油油温过高的原因及预防措施 (29)第6章结论和展望 (31)6.1结论 (31)6.2展望 (32)致谢 (33)参考文献 (34)第1章概论液压挖掘机是工程机械的一个重要品种,是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程的突发机械。
轴瓦体机械手液压系统设计摘要轴瓦体机械手是模仿人的手部动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。
它特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中,以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业,因此获得日益广泛的应用。
机械手一般由执行机构、驱动系统、控制系统及检测装置三大部分组成,智能机械手还具有感觉系统和智能系统。
本篇介绍的工业机械手属圆柱坐标式、全液压驱动机械手。
本篇根据液压系统设计的一般程序,分四步详细地介绍了工业机械手液压系统设计过程,其中第3步拟定液压系统原理图是重点。
关键词机械手;液压;电气目录摘要...... . (I)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 机械手的定义与分类 (2)1.3 机械手应用及组成结构 (3)1.4 机械手的发展趋势 (4)1.5 轴瓦体 (5)第2章机械手的工作特点及基本动作 (6)2.1 机械手的工况特点及要求 (6)2.2 轴瓦体传送机械手的基本动作 (6)2.3 液压系统分析 (9)第3章液压系统原理设计 (10)3.1 手部抓取缸 (10)3.2 腕部摆动液压回路 (11)3.3 小臂伸缩缸液压回路 (12)3.4 总体系统图 (13)第4章抓取机构设计 (15)4.1 手部设计计算 (15)4.1.1 对手部设计的要求 (15)4.1.2 拉紧装置原理 (15)4.2 腕部设计计算 (17)4.3 臂伸缩机构计算 (18)第5章机身机座的机构设计 (21)5.1 常用的定位方式 (21)5.2 影响平稳性和定位精度的因素 (21)5.3 机械手运动的缓冲装置 (22)第6章机械手的控制 (23)致谢 (24)参考文献 (25)第1章绪论1.1课题背景随着现代工业技术的发展,工业自动化技术越来越高,生产工况也有趋于恶劣的态势,这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求,同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。
59文|何 淼上下料机械手的液压系统设计浅谈摘要:本文对一种液压式的上下料机械手进行设计,着力解决数控车床的上下料问题。
文章通过对机械手的动作顺序进行分析,完善机械手的液压传动系统的介绍。
关键词:工业机械;动作顺序;液压系统工业机械手在近代机械自动控制领域内得到了较为广泛的应用,在机械自动化和自动化生产中常见,是一类新型的装置,在现代机械制造生产系统中发挥着重要的作用。
机械手可以对人手和手臂的动作进行模拟,通过计算机程序的设定,可以抓取和搬运物品。
工业机械手主要是由执行系统、驱动系统和控制系统构成,机械手可以分成不同的用途,分别是专用机械手和通用机械手,专用机械手的结构并不复杂,不需要增加单独的控制系统,按照程序就可以完善商品的生产。
通用机械手可以对设备的参数调整的基础上,使其符合生产线的要求。
一、机械手的结构设计本次研究分析的机械手主要是固定式的机械手,并且自由度非常高,其动力源是液压驱动系统,机械手主要由机身、手爪和手臂构成,这类机械手的类型可以根据用户的需求不同,分成坐标型的机械手和圆柱坐标式的机械手。
借助手爪的运动和手臂的垂直运动,结合机身的水平方向的旋转,机械手可以完成物品的抓取和放置等操作,在数控车床运行的环节,可以自动完善上下料的工作。
手爪设计成二指V型,并且设计了花草,在抓取物品的过程中比较稳定。
手臂主要由连杆构成,连杆之间紧密的连接,主要是采用销钉连接。
焊接支撑架可以将手臂和机械手的机身连接起来,可以提高手臂的支撑能力,通过机身的螺钉进行固定。
机械手的动作的完成还要借助液压缸来完成。
二、机械手工作流程的设计机械手平时抓取的物件的重量很大,所以要确保机械手握力很大,并且确保其传动的稳定性,在选用液压缸的过程中,应该结合控制系统。
1、液压系统的工作原理液压系统在工作的过程中采用压力油液作为工作介质,在电动机的运行下,将油泵中的压力油输出,压力能通过机械能的转化得到。
压力油通过管道,直接进入到油缸中,从而促进了活塞杆的运行,机械手开始运行。
冲压机械手—液压系统设计摘要机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
通过编程来完成各种动作,它的准确性和多自由度,保证了机械手能在各种不同的环境中工作。
机械手在工业生产中应用较多,机械手的使用能够显著提高生产效率,减少人为因素造成的废次品率。
机械手可以完成很多工作,它在自动化车间中用来运送物料,从事多种工艺操作。
它的特点是通过编程来完成各种预期的作业,在构造和性能上兼有人和机器人的部分优点,尤其体现了人的灵活协调和机器人的精确到位。
机械手是在机械自动化生产中逐步发展出的一种新型装置。
现代生产过程中机械手被广泛的应用到自动生产线中。
机械手目前虽然不如人手的灵活多变,但它具有重复性,无疲劳,不惧危险,有大的抓举力量,因此越来越多的被广泛运用。
机械手技术涉及机械学、力学、自动控制技术、传感技术、电气液压技术,计算机可编程技术等,是一门跨学科综合技术。
本课题在执行机构由电动和液压组成的结构基础上将PLC应用于其自动控制系统,完成机械手系统的硬件及软件设计。
关键词PLC;数控;自动卸料;机械手目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2机械手的发展 (2)1.3机械手的分类 (2)1.3.1按规格分类 (3)1.3.2按用途分类 (3)1.4 课题设计的目的及意义 (3)第2章机械手概述 (4)2.1 机械手的组成 (4)2.2应用机械手的意义 (4)第3章任务分析 (5)3.1动作分析 (5)3.2运动节拍 (5)3.3总体方案 (5)3.3.1方案一 (5)3.3.2方案二 (5)3.4方案比较 (5)3.5本章小结 (5)第4章总体设计 (6)4.1 总体设计的思路 (6)4.2 技术指标 (6)4.3本章小结 (6)第5章液压系统设计 (7)5.1手指部分 (7)5.1.1设计要求: (7)5.1.2工况分析: (7)5.1.3计算外负载: (7)5.1.4运行时间 (7)5.1.5确定液压系统参数 (8)5.1.6拟定液压系统原理图 (10)5.1.7选择液压件 (10)5.1.8压力损失验算 (11)5.2手腕 (11)5.2.1设计要求 (11)5.2.2工况分析 (11)5.2.3手腕驱动力矩的计算 (11)5.2.4液压缸所产生的驱动力矩计算 (12)5.2.5拟定的液压原理图为 (13)5.2.6选择液压件 (13)5.2.7压力损失验算 (14)5.3手臂伸缩 (15)5.3.1设计要求 (11)5.3.2工况分析 (11)5.3.3计算外负载 (15)5.3.4运行时间 (16)5.3.5确定液压系统参数 (16)5.3.6拟定液压系统原理图 (18)5.3.7选择液压件 (18)5.3.8压力损失验算 (19)5.4手臂回转 (19)5.4.1设计要求 (19)5.4.2工况分析 (19)5.4.3手臂驱动力矩的计算 (19)5.4.4液压缸所产生的驱动力矩计算 (20)5.4.5拟定的液压原理图为 (21)5.4.6选择液压件 (21)5.4.7压力损失验算 (22)5.5定位 (23)5.5.1设计要求 (23)5.5.2工况分析 (23)5.5.3计算外负载 (23)5.5.4运行时间 (23)5.5.5确定液压系统参数 (24)5.5.6拟定液压系统原理图 (25)5.5.7选择液压件 (25)5.5.8压力损失验算 (26)5.6手臂升降 (27)5.6.1设计要求 (27)5.6.2工况分析 (27)5.6.3计算外负载 (27)5.6.4运行时间 (28)5.6.5确定液压系统参数 (28)5.6.6拟定液压系统原理图 (29)5.6.7选择液压件 (29)5.6.8压力损失验算 (30)5.7确定油箱容量 (31)5.8本章总结 (31)第六章PLC控制回路的设计 (32)6.1电磁铁动作顺序 (32)6.2 梯形图 (35)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)第1章绪论1.1课题背景随着我国社会经济的迅猛发展,人民物质文化生活水平日益提高,随着工业自动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大。
第1章绪论1.1 工业机械手概况工业机械手是人类创造的一种机器,更是人类创造的一项伟大奇迹,其研究、开发和设计是从二十世纪中叶开始的.我国的工业机械手是从80年代"七五"科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过"七五","八五"科技攻关,目前已经基本掌握了机械手操作机的设计制造技术,控制系统硬件和软件设计技术,运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件,开发出喷漆,孤焊,点焊,装配,搬运等机器人,其中有130多台喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线(站)上获得规模应用,孤焊机器人已经应用在汽车制造厂的焊装线上。
但总的看来,我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定距离。
如:可靠性低于国外产品,机械手应用工程起步较晚,应用领域窄,生产线系统技术与国外比有差距。
影响我国机械手发展的关键平台因素就是其软件,硬件和机械结构。
目前工业机械手仍大量应用在制造业,其中汽车工业占第一位(占28.9%),电器制造业第二位(占16.4%),化工第三位(占11.7%)。
发达国家汽车行业机械手应用占总保有量百分比为23.4%~53%,年产每万辆汽车所拥有的机械手数为(包括整车和零部件):日本88.0台,德国64.0台,法国32.2台,英国26.9台,美国33.8台,意大利48.0台。
世界工业机械手的数目虽然每年在递增,但市场是波浪式向前发展的。
在新世纪的曙光下人们追求更舒适的工作条件,恶劣危险的劳动环境都需要用机器人代替人工。
随着机器人应用的深化和渗透,工业机械手在汽车行业中还在不断开辟着新用途。
机械手的发展也已经由最初的液压,气压控制开始向人工智能化转变,并且随着电子技术的发展和科技的不断进步,这项技术将日益完善。
上料机械手与卸料机械手相比,其中上料机械手中的移动式搬运上料机械手适用于各种棒料,工件的自动搬运及上下料工作。
例如铝型材挤压成型铝棒料的搬运及高温材料的自动上料作业,最大抓取棒料直径达180mm,最大抓握重量可达30公斤,最大行走距离为1200mm。
工业机械手控制系统硬件设计随着科技的不断发展,工业机械手控制系统在现代化生产过程中扮演着愈发重要的角色。
机械手控制系统的主要任务是引导机械手进行精确的操作,从而实现生产过程的自动化和高效化。
以下是关于工业机械手控制系统硬件设计的主要内容和要点。
在硬件设计之前,首先要明确机械手控制系统的需求。
例如,系统的输入类型、输出类型、处理速度、精度、抗干扰能力等。
根据这些具体需求,才能确定所需的硬件设备和组件。
微处理器:微处理器是控制系统的核心,它负责接收输入信号、处理数据并给出输出信号。
常用的微处理器有单片机、嵌入式处理器等。
选择微处理器时,需要考虑处理速度、内存容量、外设接口等因素。
传感器:传感器用于检测机械手的运动状态和位置信息。
常见的传感器有光电编码器、光栅尺、角度传感器等。
选择传感器时,需要考虑精度、响应速度、量程等因素。
驱动器:驱动器用于驱动机械手的运动机构。
常见的驱动器有电机驱动器、气缸驱动器等。
选择驱动器时,需要考虑驱动能力、控制精度、响应速度等因素。
I/O接口:I/O接口用于连接外部设备和控制系统。
常见的I/O接口有RS-RS-CAN等。
选择I/O接口时,需要考虑通讯速率、稳定性、抗干扰能力等因素。
根据已选择的硬件设备和组件,进行硬件电路设计。
设计中需要注意信号的匹配、电平的转换、电源的稳定性等问题。
对于复杂的控制系统,可以采用模块化的设计方法,将整个系统划分为多个功能模块,每个模块设计独立的电路,最后进行模块间的连接和调试。
工业环境中的干扰因素较多,如电磁干扰、电源波动等。
为了提高控制系统的稳定性和可靠性,需要进行抗干扰设计。
常见的抗干扰措施有:选用低噪声器件、合理布线、添加滤波电容、使用磁珠等。
硬件设计完成后,需要进行调试和测试,以确保系统的功能和性能符合预期。
调试过程中,需要对每个硬件设备和组件进行逐一测试,观察其工作状态和参数是否正常。
同时,要测试整个控制系统的协调性和稳定性,以确保机械手在各种工况下都能正常运行。
第一章绪论1.1 选择该课题的意义随着近年来我国国民经济的快速发展以及实施西部大开发战略的机遇,工程机械在各种工程建设领域中所起的作用越来越明显,液压挖掘机作为主流的工程机械产品,以其应用广泛、使用灵活、工作效率高而愈来愈被人们所重视。
液压挖掘机是目前土方开挖的最主要施工机械,在交通、建筑、能源、矿山、水利、港口等工程领域发挥重要作用,一台1m3 液压挖掘机挖掘I ~Ⅳ级土壤时,每班生产率大约相当于300-400 工人一天的劳动生产率[1]。
由于液压挖掘机具有多品种,多功能。
最近几年的统计表明,液压挖掘机是整个工程机械行业中产销量最大、增长率最高的产品之一。
到2006 年国内挖掘机生产企业包括合资和外资企业销量总和接近5 万台,同时我国进口挖掘机数量也极为庞大,据统计,2006 年1~11月,仅广州口岸就累计进口挖掘机17,000 台(近几年挖掘机销量统计见表1.1)表1.1 挖掘机年销售统计虽然目前中国已经成为世界上最大的挖掘机市场和产地之一,但是同时我国挖掘机行业整体水平相对落后,制造工艺水平较低,技术条件差,没有形成关键国产元件的配套体系,目前国内挖掘机行业,从产品技术水平、可靠性、寿命、制造质量与国外挖掘机有较大差距,配套件的质量和可靠性差、使用寿命短,液压元件极少、没有关键元件,系统不能配套。
特别是液压元件,还远远没有达到国产配套水平。
液压挖掘机技术的发展是和液压技术的发展相辅相成的,其一是液压系统是液压挖掘机的技术基础和重要的关键组成部分,其二是挖掘机技术的发展要求又液压技术的进步和提高。
液压挖掘机是结构复杂、功能强大、用途广泛的工程机械,它的典型工作过程基本是模仿人类动作,其铲斗、斗杆、动臂和回转动作,极象人的手腕、小臂、大臂和扭腰动作。
如此复杂的机械手式的动作的实现是和液压传动的技术密切相关的,现代挖掘机的液压系统非常复杂,除了基本传递功率的功能外,还负责很多的操纵控制。
液压系统性能的优劣决定着挖掘工作性能的高低,目前液压传动与控制的许多先进技术都体现在挖掘机上。