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液压机械手PLC控制系统的设计概述本文档旨在介绍液压机械手PLC（可编程逻辑控制）控制系统的设计。
液压机械手是一种常见的工业设备，通过液压系统实现运动控制，而PLC作为控制系统的核心，负责控制信号的处理和输出。
设计要求液压机械手PLC控制系统的设计要满足以下要求：1. 稳定性：系统必须具有高稳定性，以确保机械手的运动精准度和安全性。
2. 功能性：系统需要具备多种功能，如位置控制、速度调节等，以满足不同场景的需求。
3. 可扩展性：系统应具备良好的可扩展性，以便于将来的升级和功能增加。
4. 易维护性：设计应考虑到系统的维护和故障排除，以便于后续维护工作的进行。
硬件设计液压机械手PLC控制系统的硬件设计包括以下方面：1. 选型：选择适合的PLC设备，根据需求选用不同型号和规格的PLC，确保其性能和稳定性。
2. 传感器：选择合适的传感器，如位移传感器、压力传感器等，用于采集机械手运动状态和环境信息。
3. 执行器：选择合适的液压阀、液压泵等执行器，保证系统能够精确控制机械手的各项动作。
4. 电气线路：设计合理的电气线路，确保信号传输的可靠性和稳定性。
软件设计液压机械手PLC控制系统的软件设计包括以下方面：1. PLC程序设计：使用PLC编程软件，根据机械手的运动逻辑和控制要求，编写PLC程序，实现各项功能。
2. 信号处理：对传感器采集的信号进行处理和分析，以获取机械手的状态信息。
3. 控制算法：设计合理的控制算法，根据机械手的控制需求，实现位置控制、速度调节等功能。
4. 用户界面：设计友好的用户界面，方便操作人员对机械手进行参数设置和监控。
系统测试与调试设计完成后，需要进行系统测试与调试，以验证系统的功能和性能：1. 单元测试：对各个模块进行单元测试，确保其功能正常。
2. 组装测试：将各个模块组装成完整的系统，对整个系统进行综合测试。
3. 调试优化：根据测试结果进行系统调试和优化，确保系统的稳定性和性能满足设计要求。
液压机械手液压系统设计
1.动力源选择：液压机械手主要使用液压泵作为动力源。
选择合适的液压泵需要考虑机械手的工作负荷、速度和精度要求。
通常选用可调节排量液压泵以满足工作要求。
2.液压油箱设计：液压油箱作为液压系统的储油和冷却装置，需要具备足够的容量以确保回油顺利、油液冷却和过滤。
油箱还需要考虑油温控制和油液监测装置的设计。
3.液压阀的选型：液压阀是控制液压流动和压力的重要装置，常见的液压阀有单向阀、溢流阀、换向阀等。
液压机械手液压系统设计需要根据运动控制要求选择合适的液压阀。
使用可调节溢流阀可以实现对液压机械手的速度和力矩的精确控制。
4.液压缸设计：液压缸是液压机械手的执行元件，通过液压力来驱动机械手的运动。
液压缸的设计需要考虑缸径、活塞杆直径、行程和最大推力等因素。
合理设计液压缸可以提高机械手的运动速度和精度。
5.液压管路设计：液压管路是液压系统的动力传递和控制通道。
设计合理的液压管路可以减小压力损失和泄漏，并保证液压系统的可靠运行。
液压管路的设计需要考虑液压流量、工作压力和管道材料选择等因素。
6.液压系统控制：液压机械手的运动和工作需要通过液压系统来进行控制。
可以采用手动控制、自动控制或者PLC控制来实现对液压机械手的控制。
控制方式的选择需要根据机械手的工作环境和要求来确定。
以上仅为液压机械手液压系统设计的一些主要考虑因素，具体的设计还需要根据机械手的具体要求和工作条件进行详细的分析和计算。
液压机
械手液压系统设计的目标是实现机械手的高效、精确和可靠的运动和工作，提高生产效率和产品质量。
淬火机械手是用于钢板弹簧淬火热处理中的抓取工件。
在钢板弹簧热处理过程中，当钢板在淬火机中完成弯曲和淬火后，钢板弹簧被推入到油槽中，然后由机械手抓取并放入贯通式回火炉中进行回火处理。
机械手在完成此项工作中需保持必要速度。
由于工作环境恶劣，劳动强度大，无法由人工进行此项操作，必须由机械手完成此项工作。
一、淬火机械手液压系统的设计该淬火机械手采用液压系统控制，根据淬火机械手液压系统的工况，拟定液压系统原理图。
系统以定量液压泵10为液压系统的油源，溢流阀12 可以设定其供油压力，压力表38 可以显示其数值，旁路调节进入系统的总流量通过电磁换向阀13 与调速阀22 调节，单向阀11 可用于防止液压油得倒灌。
液压系统的执行器共有六个部分，其中有五个液压缸，一个液压马达。
液压缸 6 驱动可以使整个机械手前后移动并在沿燕尾导轨内，电磁换向阀16 可以控制缸6 的运动方向，控制缸6 的移动速度可以用单向行程节流阀32、33 和调速阀23 配合作用调节，双活塞齿条液压缸5(端部有缓冲装置)通过带动回转轴作水平180°回转带动回转机械手的水平回转，电磁换向阀18 控制缸 5 的运动方向，控制缸5 的速度由单向行程节流阀36、37 和调速阀26 共同调节;两个直线液压缸9 推动齿条安装在机手座架 4 的两侧，电磁换向阀19 控制缸9 的运动方向，调速阀27、28 和电磁换向阀15 可以控制液压缸9 的运动速度，并可以控制其快慢速切换，液压缸可以推动滑块运动，运动范围在钳柄斜槽内滑动，运动可以使钳手 1 夹紧。
当温度很高的时候，工件可能被夹伤，为防止这种情况的产生，减压阀31 可以通过夹紧缸 2 的油路降低压力，电磁换向阀20 和调速阀29 控制夹紧缸2 的运动方向和速度，夹紧液压缸2 和钳手1 水平移动可以由液压缸3 带动，实现机械手的伸出或收回，电磁换向阀21 和调速阀30 可以控制缸 3 的运动方向和速度，行走机构先由轴向柱塞定量液压马达8 及齿轮减速，然后带动主动轮在轨道上移动，同时轴上齿轮还使安装在地面的齿条相啮合，这样可以防止工作时轮子打滑而影响定位。
开题报告目录摘要............................................................................................................................................................... ４Abstract ......................................................................................................................................................... ６引言............................................................................................................................................................... ７第一章机械手设计要求分析..................................................................................................................... ７1.1 设计目的和要求........................................................................................................................... ７1.2.机械手简介与分析....................................................................................................................... ７第二章液压系统设计............................................................................................................................... ８2.1. 根据工作要求确定一个工作循环周期的运动过程 ................................................................. ８2.2 据工作循环过程确定系统工况分析图，确保工作运动中的动作连续性 ................................ ９2.3 拟订液压系统的工作原理图........................................................................................................ ９2.4 根据整个系统的液压元件需求选择标准的液压元件 ............................................................ １０2.5 液压缸尺寸的确定及安全强度的校核 .................................................................................. １０第三章. 集成块的设计............................................................................................................................ １２3.1设计分析..................................................................................................................................... １２3.2 根据具体的要求进行设计计算............................................................................................... １３3.3 下面为集成块的设计步骤........................................................................................................ １５3.4 液压集成块的加工工艺.......................................................................................................... １７第四章液压集成块CAD技术............................................................................................................... １８结束语....................................................................................................................................................... ２０致谢........................................................................................................................................................... ２１参考文献................................................................................................................................................... ２２摘要本文主要介绍了上下料用机械手的设计过程，它包括了对于整个系统的工作要求和情况的分析，通过系统的工作过程确定整个液压系统的结构设计。
本科生课程设计书2010-11-21年7月17日目录一、引言 (1)二、设计要求 (1)三、设计的基本原理 (2)四、机械手的动作流程 (4)五、机械手液压系统电器控制的总体设计 (7)六、机械手液压系统PLC的设计 (10)七、机械手电气元件的选择 (16)1、电动机的选择2、三相隔离开关的选择3、熔断器的选择4、热继电器的选择5、接触器的选择八、小结 (18)九、参考文献 (18)十、附图：系统电气原理图一、引言机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。
机械手通过模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序、轨迹及其它要求，完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛。
而可编程控制器（ＰＬＣ）由于其具有的高可靠性、编程方便、易于使用和修改，易于扩展和维护，环境要求低、体积小巧，安装调试方便，在工业控制中有着广泛的应用。
所以可以应用PLC控制机械手实现各种规定的工序动作，达到简化控制线路，节省成本，提高劳动生产率。
根据我们所设计的机械手的驱动部件为步进电机的特点，应用ＰＬＣ移位寄存ＳＦＴ指令可以很方便、灵活地对机械手进行控制。
图1 是机械手搬运物品示意图。
图1 机械手搬物示意图二、设计要求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。
驱动系统多数采用电液（气）机联合传动。
JS01工业机械手属于圆柱坐标式、全液压驱动机械手，具有手臂升降、伸缩、回转和手腕回转四个自由度。
执行机构相应由手部、手腕、手臂伸缩机构、手臂升降机构、手臂回转机构和回转定位装置等组成，每一部分均由液压缸驱动与控制。
它完成的动作循环为：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180o→拔定位销→手臂回转95 o →插定位销→手臂前伸→手臂中停（此时主机的夹头下降夹料）→手指松开（此时主机夹头夹着料上升）→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，泵卸载。
四自由度机械手的液压系统设计【摘要】机械手是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等。
机械手按驱动方式的不同又可分为液压式、气动式、电动式、机械式，而本文讨论的是具有四自由度的机械手的液压系统设计。
【关键词】机械手;液压系统;设计1.机械手结构分析本文所研究的搬运机械手具有四个自由度，分别为手腕的旋转运动，手臂的伸缩运动、旋转运动和升降运动，坐标形式为圆柱坐标，采用液压驱动控制方式，其结构示意图如图1所示。
图1 机械手结构示意图2.机械手关键液压回路分析在驱动机械手运动过程中，其中夹紧放松动作，旋转动作和伸缩动作是主要的动作，这里对这些动作的回路进行分析。
（1）夹紧回路夹紧回路采用的是O型三位四通换向阀来进行锁定，如图2所示。
1—三位四通换向阀2—调速阀3—二位三通换向阀图2 夹紧回路（2）旋转回路对于机械手的旋转动作，采用了液压马达实现，原理如图3所示。
1—二位二通换向阀2—调速阀3—三位四通换向阀4—液压马达图3 旋转回路3.液压系统设计液压系统作为搬运机械手的重要驱动方式，主要用来使机械手完成工作夹/松、手部摆动、手臂水平位移和垂直升降等动作，主要由油缸、油泵、油压马达和各种阀组成。
系统主要技术参数如下：抓重：20kg自由度：4坐标形式：圆柱坐标最大工作半径：1500mm手臂最大中心高度：700mm手臂运动参数：伸缩行程：700mm伸缩速度：400mm/s升降行程：300m m升降速度：50mm/s回转范围：0°—180°回转速度：70°/s手腕运动参数：回转范围：0°—180°回转速度：9 0°/s手指夹持范围：∮30mm—∮60mm手指握力：500N根据系统的工作要求和特点，拟定的四自由度搬运机械手液压系统原理图如图4所示。
摘要：本次毕业设计的题目是高炉上料机械手液压系统的设计，首先对高炉上料机械手的工况进行分析，此上料机械手完成小臂上下俯仰、大臂正反向回转、行走装置进退三个自由度，以及手爪的开启和闭合等动作，然后给出该高炉上料机械手的液压系统的电磁元件动作循序表和液压系统原理图。
本械手由大臂结构，小臂、旋转结构和驱动机构组成。
该设计能实现三个自由度，分别为手爪的开合，旋转，小臂的上下摆动以及大臂的旋转等等功能。
关键词：高炉上料机械手,液压系统,自由度,功能Abstract：This graduation project mainly had the numerical control engine bed and the programming introduction, the ear components tech nological analysis craft parameter choice cutting tool choice, the components procedure manual establishment, the procedure simulation, the modelling and the entity simulation processing finally has made the design summary,the acknowledgment language, the reference tabulation and the appendix.Article primary coverage for components craft analysis.This components manual programming, but also has to make engineer's modelling and the entity simulation ed the circular arc interpolation instruction in the components manual programming; drill hole; M98 transfer subroutine instruction.Key words: auto-focus，Industrial robot ,degrees of freedom ,actuating mechanism. fucation目录摘要 (I)Abstract ................................................................... I I第一章绪论 (1)1.1本课题研究的内容 (1)1.2国内外发展状况 (2)1.3机械手的组成和分类 (4)1.4液压传动的基础知识 (6)第二章高炉上料机械手的设计方案 (8)2.1 高炉上料机械手的总体方案图 (9)2.2 高炉上料机械手的工作原理 (10)第三章高炉上料机械手结构的设计 (11)3.1夹持式手部结构 (12)3.1.1手指的形状和分类 (13)3.1.2设计时考虑的几个问题 (14)3.1.3手部夹紧液压缸的设计 (14)3.2液压缸驱动力矩的计算 (16)3.3液压缸驱动力矩的计算校核 (17)3.4 电机的选型计算 (18)3.5 直线导杆的选型计算 (20)第四章高炉上料机械手中关键零部件的强度计算与校核 (23)4.1齿轮的强度计算与校核 (24)4.2轴的强度计算与校核 (25)高炉上料机械手液压系统的设计 (26)5.1液压系统原理图的确定 (27)5.2电磁元件动作循序表的确定 (29)总结 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第一章绪论工业机械手技术和产品强度的可靠性得到了增强，有望应用于教学，免费的产品系统和一些新的领域。
机械手液压系统控制系统设计概论引言：机械手液压系统是一种具有高自由度、灵活性强的工业自动化设备，在各种工业领域具有广泛应用。
机械手液压系统的控制系统设计是确保机械手工作稳定、高效的重要环节。
本文将介绍机械手液压系统控制系统设计的几个关键要素。
一、控制系统的基本框架机械手液压系统的控制系统可以分为五个部分：输入设备、控制执行机构、控制装置、反馈信息和输出设备。
输入设备主要包括传感器和指令输入装置，用于检测和接收运动和力量信息。
控制执行机构是液压阀和执行器，负责完成运动和力量控制。
控制装置是控制器，负责接收输入设备的指令和反馈信息，并输出相应的控制信号给控制执行机构。
反馈信息主要是机械手的位置、速度、力量等信息，用于实时监测和调整机械手的运动。
输出设备主要是显示屏和执行器状态指示灯等，用于显示机械手的状态和工作情况。
二、运动控制系统设计机械手液压系统的运动控制系统设计是控制机械手的位置、速度和加速度等运动参数，以实现机械手的准确抓取和定位。
设计运动控制系统需要考虑的因素包括运动规划、路径规划、运动控制算法和动力学建模等。
其中，运动规划是确定机械手的轨迹和速度曲线，路径规划是选择最优的运动路径，运动控制算法是根据机械手的运动规划和路径规划计算出相应的控制信号，动力学建模是建立机械手的动力学模型，以预测机械手的运动特性。
三、力控制系统设计机械手液压系统的力控制系统设计是控制机械手的力量和力矩，以实现机械手的力量捷变和负载调整。
设计力控制系统需要考虑的因素包括力传感器的选取和安装、力控制算法和力矩调整等。
力传感器用于检测机械手施加在工件上的力量和力矩，力控制算法是根据力传感器的反馈信号计算出相应的控制信号，力矩调整则是根据机械手的负载情况调整力量的大小和方向。
四、稳定性与安全性分析机械手液压系统的控制系统设计要考虑稳定性和安全性。
稳定性是保证机械手运动和力控制的稳定性，避免震荡和抖动。
安全性是保证机械手工作过程中人员和设备的安全，避免事故和损坏。
热处理上下料机械手的液压系统设计摘要作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。
与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。
液压机械手主要用于将沉重的零件或者是重复简单的劳动的设备，适用于热处理炉的上下料和一般工件工序的自动化生产。
本文根据热处理上下料机械手的用途﹑特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。
热处理上下料机械手的设计是轨道小车移动，液压支撑架的上下移动，结构简单，方便快捷，并应用自动电气控制，达到机电液一体化的生产，自动化程度高。
关键词液压系统；过载保护；机电液一体化Heat Treatment Unloading ManipulatorHydraulic SystemAbstractAs one of the modern machinery equipment transmission and control important technical means, hydraulic technology in the field of national economy has been widely used. Compared with other transmission control technology, hydraulic technology has high energy density, flexible and convenient configuration, large speed range, rapid and smooth work ability, easy to be controlled and overload protection, easily realized automation and electromechanical integration ,system integration design ,easy maintenance in manufacturing operation and other significant advantages in technology , which make it become the basic technology of modern mechanical engineering and the basic technology of modern control engineering.The hydraulic press and pressure machine is the main equipment for molding plastic injection and repressing material formation, such as stamping, bending, flanging, metal sheet drawing, etc. Also it can be engaged in the adjustment, the mounting indentation, the grinding wheel formation, the swaging metal parts formation, the plastic products and the powder products suppressed formation. This article according to the usage, characteristics and requirements of the purposes of the YB32-150 type hydraulic pressure press machine uses the basic principle of hydraulic transmission, draws up a reasonable hydraulic system and undergoes the necessary calculation to determine the parameters of hydraulic system which determine to choose hydraulic components and system structure of the specification. The hydraulic system of YB32-150 hydraulic pressure press Machine is rectangulararrangement .its' external appearance is new and original beautiful, the driving force system adopts hydraulic pressure system that makes the structure simple and compact, the action quick and reliable. This machine is equipped with the foot switch which can realize the semiautomatic craft movement circulation.Keywords hydraulic system;overload protection;electromechanical integration目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (6)1.1 液压传动的发展概况 (6)1.2 液压传动在机械行业中的应用 (6)1.3 液压机械手的发展及工艺特点 (7)1.4 液压系统的基本组成 (8)1.5 本章小结 (8)第2章液压系统的计算和元件选型 (9)2.1 确定液确定液压缸主要参数 (9)2.1.1 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 (9)2.1.2 液压缸实际所需流量计算 (10)2.2 液压元件的选择 (10)2.2.1 确定液压泵规格和驱动电机功率 (10)2.2.2 阀类元件及辅助元件的选择 (12)2.2.3 管道尺寸的确定 (12)2.3 液压系统的验算 (16)2.3.1 系统温升的验算 (17)2.4 本章小结 (17)第3章机械手的液压系统原理设计 (19)3.1 热处理上下料机械手的基本结构 (19)3.2 确定液压系统原理 (19)3.2.1 液压油的选择 (19)3.2.2 确定供油方式 (19)3.2.3 同步回路的设计 (20)3.2.4 保压回路的设计 (20)3.3 液压系统图的总体设计 (21)3.3.1 升降缸运动工作循环 (21)3.3.2 伸缩缸运动工作循环 (22)3.3.3 夹紧缸工作循环 (22)3.4 本章小结 (23)第4章液压站结构设计 (24)4.1液压站的结构型式 (24)4.2 液压泵的安装方式 (24)4.3 液压油箱的设计 (24)4.3.1液压油箱有效容积的确定 (24)4.3.2 液压油箱的外形尺寸设计 (25)4.3.3 液压油箱的结构设计 (25)4.4 液压站的结构设计 (27)4.4.1 电动机与液压泵的联接方式 (27)4.4.2 液压泵结构设计的注意事项 (28)4.4.3 电动机的选择 (28)4.5 本章小结 (29)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)第1章绪论1.1液压传动的发展概况液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。
如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。
第一个使用液压原理的是1795年英国约瑟夫·布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用税作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。
1905年他又将工作介质水改为油,进一步得到改善。
我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压元件最初应用于机床和锻压设备。
60年代获得较大发展，已渗透到各个工业部门，在机床、工程机械、冶金、农业机械、汽车、船舶、航空、石油以及军工等工业中都得到了普遍的应用。
当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、低能耗、长寿命、高度集成化等方向发展。
同时，新元件的应用、系统计算机辅助设计、计算机仿真和优化、微机控制等工作，也取得了显著成果。
目前，我国的液压件已从低压到高压形成系列，并生产出许多新型元件，如插装式锥阀、电液比例阀、电液伺服阀、电业数字控制阀等。
我国机械工业在认真消化、推广国外引进的先进液压技术的同时，大力研制、开发国产液压件新产品，加强产品质量可靠性和新技术应用的研究，积极采用国际标准，合理调整产品结构，对一些性能差而且不符合国家标准的液压件产品，采用逐步淘汰的措施。
由此可见，随着科学技术的迅速发展，液压技术将获得进一步发展，在各种机械设备上的应用将更加广泛。
1.2液压传动在机械行业中的应用机床工业——磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、自动机床、组合机床、数控机床、加工中心等工程机械——挖掘机、装载机、推土机等汽车工业——自卸式汽车、平板车、高空作业车等农业机械——联合收割机的控制系统、拖拉机的悬挂装置等轻工机械——打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等冶金机械——电炉控制系统、轧钢机控制系统等起重运输机械——起重机、叉车、装卸机械、液压千斤顶等矿山机械——开采机、提升机、液压支架等建筑机械——打桩机、平地机等船舶港口机械——起货机、锚机、舵机等铸造机械——砂型压实机、加料机、压铸机等本文所设计的机械手适用于工业批量生产，可以有很多动作，如抓取、伸缩、升降、旋转平移等。
本机器具有独立的动力机构和电气系统。
采用按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种操作方式。
本机器的工作压力、移动速度、空载快速回程和减速的行程范围均可根据工艺需要进行调整。
本机器主体为轨道小车，外形简约，小车的动力系统采用电机驱动系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。
机械手的动力系统采用电液控制系统，控制精度高，成本较低，和相同功能的机械手比较体积小，承载大，结构简单等特点。
