伺服机械手五自由度液压伺服机械手研发

　　伺服机械手五自由度液压伺服机械手研发

　　系统首要由夹取安排、俯仰安排、推拉安排及回转安排五自由度安排组成。回转安排由两个液压马达和回转途径组成，构成机械手在水平面上的回转自由度；俯仰安排由两个举升液压缸和连杆组成，构成机械的升降自由度； 推拉安排由一个推拉液压缸和连杆组成，构成机械手弹性自由度； 手抓安排由一个液压马达、一个液压缸和手抓部分组成，构成机械手手抓的旋转与夹取自由度。五自由度安排组成机械手姿势调整系统。

　　机械手作业原理为： 由两个液压马达驱动机械手旋转运动； 由两个举升液压缸驱动机械手举升运动； 由一个推拉液压缸驱动机械手推拉运动； 由一个液压马达驱动手抓旋转运动； 由一个液压缸驱动手抓张合运动。

　　2、首要性能指标

　　首要性能指标如下：

　　（1） 重复定位精度：<±1mm；

　　（2） 最大作业半径：5000mm；

　　（3） 作业高度规模：500mm～4000mm；

　　（4） 液压缸速度：≤300mm/s；

　　（5） 马达回转速度：≤45/s；

　　（6） 作业环境温度：<1150℃。

　　电液伺服系统规划

　　液压系统原理

　　考虑到机械手性能指标和作业要求，液压机械手系统原理如图所示。

　　该系统由回转安排驱动回路、俯仰安排驱动回路、推拉安排驱动回路、手抓安排驱动回路等首要部分组成。

　　图中，回转安排驱动回路首要由两个液压马达和两个比例阀、电动球阀组成。两个比例阀控制两个液压马达结束机械手机身的旋转运动精确定位。当机械手机身处于制动状态时，系统经过电动球阀堵截供油的主油路，换成制动油源给液压马达反方向供油，使两马达发生相反旋转动力，从而使机身稳定地停在控制点，以结束机械手机身的制动。俯仰安排驱动回路首要由两个比例阀、两个液压缸、背压阀组成，该驱动安排选用“一阀控一缸”的液压同步驱动方法控制两个液压缸结束机械手的举升动作。一同，油路还在机械手下降回路增加了背压阀，以保证机械手垂直方位的稳定。推拉安排驱动回路首要由液压缸、电液比例阀、背压阀组成，由一个比例阀控一个液压缸，结束机械手的推拉运动。手抓安排驱动回路首要由液压缸、液压马达、两个电液比例阀、电动球阀、背压阀组成，由两个比例阀分别控制液压缸和液压马达，结束机械手手抓的回转与抓取运动。

　　电气控制系统规划

　　1、系统硬件规划与选型

　　本研讨选取电气控制元件如下：

　　（1）PLC规划与选型。

　　工业PLC的CPU型号为313C； 电源模块型号为PS307（2A） ； 方位检测模板SM338； 模拟量输出模块SM332。

　　（2） 监控计算机规划与选型。

　　工控机型号为IPC-610MB-L。

　　（3） 通讯板块规划与选型。

　　通讯板块型号为CP5611。

　　2、下位机控制软件

　　下位机首要结束机械手的详细动作，系统首要包括主程序OB1模块； 定时间断程序OB35； 点动模块FB1，对应布景数据模块DB1存放各液压缸与马达的点动工作数据； 自动工作模块FB2，对应布景数据模块DB2存放各液压缸与马达的自动工作数据； 点动PID模块FB3，对应布景数据模块DB3存放点动PID运算效果； 自动PID模块FB4，对应布景数据模块DB4存放自动PID工作效果； 数据记载模块FB5，对应布景数据DB5存放记载数据。