优化机械手气动系统的关键因素

学习目标

1.理解气动机械手的系统原理。

2.会阅读气动系统图，运看懂其中包含的气动基本回路。

学习过程

学生操作机器人，用PPT 演示机械手工作原理。

机械手是自动生产设备和生产线上的重要装置之一，它可以根据各种自动化设备的工作需要，按照预定的控制程序完成动作。例如，可以实现自动取料、上料、卸料和自动换刀等功能。

图10－1－1 是气动机械手的结构示意图，它由4 个气缸组成，可在3 个坐标内工作。其中，A 缸为夹紧缸，其活塞杆退回时夹紧工件，活塞杆伸出时松开工件；B 缸为长臂伸缩缸，可实现伸出和缩回运动；C 缸为立柱升降缸；D 缸为立柱回转缸，要求该气缸有两个活塞，分别装在带齿条的活塞杆两头，齿条的往复运动带动立柱上的齿轮旋转，实现立柱的回转。

该机械手的动作顺序为：立柱下降（C0）—伸臂 （B1）—夹紧工件 （A0）—缩臂（B0）—立柱顺时针转（D1）—立柱上升（C1）—放开工件（A1）—立柱逆时针转（D0），分析该传动系统的工作循环。

图10－1－2 是气动机械手的系统原理，信号c0、b0 是无源元件，不能直接与气源相连。信号信号c0、b0 只有分别通过a1、a0方能与气源相连接。

（1）按下启动阀q，控制气体经启动阀使主控阀C 处于左位，C 缸活塞杆退回，实现动作C0 （立柱下降）。

（2）当C 缸活塞杆缩回，其上的挡铁压下c0，主控阀B 左侧有控制信号，使阀处于左位，B 缸活塞杆伸出，实现动作B1 （伸臂）。(www.xing528.com)

（3）当B 缸活塞杆伸出，其上的挡铁压下b1，主控阀A 左侧有控制信号，使阀处于左位，A 缸活塞杆退回，实现动作A0 （夹紧工件）。

（4）当A 缸活塞杆缩回，其上的挡铁压下a0，主控阀B 右侧有控制信号，使阀处于右位，B 缸活塞杆退回，实现动作B0 （缩臂）。

图10-1-1　气动机械手的结构示意图

（5）当B 缸活塞杆缩回，其上的挡铁压下b0，主控阀D 左侧有控制信号，使阀处于左位，D 缸活塞杆往右，通过齿轮齿条机构带动立柱旋转，实现动作D1 （立柱顺时针转即左回转）。

（6）当D 缸活塞杆伸出，其上的挡铁压下d1，主控阀C 右侧有控制信号，使阀处于右位，C 缸活塞杆伸出，实现动作C1 （立柱上升）。

（7）当C 缸活塞杆伸出，其上的挡铁压下c1，主控阀A 右侧有控制信号，使阀处于右位，A 缸活塞杆伸出，实现动作A1 （放开工件）。

（8）当A 缸活塞杆伸出，其上的挡铁压下a1，主控阀D 右侧有控制信号，使阀处于右位，D 缸活塞杆往左移动，带动立柱右回转，实现动作D0 （立柱逆时针转即右回转）。

（9）当D 缸活塞杆上的挡铁压下d0，控制气经q 使主控阀C 左侧有控制信号，阀处于左位，使C 缸活塞杆退回，实现动作C0。于是重新开始新的一个循环。

图10-1-2　气动机械手的系统原理图