气动机械手设计说明书解读(2)

第2章 继电器硬件系统设计

2.1系统分析

该机械手有四个执行元件，可分别执行不同的动作，气缸A可以实现机械手的正反转，气缸B可以实现机械手立柱的上升下降运动，气缸D可以实现机械手手臂的伸缩运动，气动手爪C可以实现抓料和松料动作。我们要通过控制这四个执行元件的运动，实现搬运工件的目的。依次要实现的动作过程是：立柱反转→手臂伸出→立柱上升→加紧工件→手臂缩回→立柱下降→立柱正传→手臂伸出→松开工件→手臂缩回。想要依次完成这几个动作，必须协调四个气缸的气流换向，且每次只需一个气缸换向。

图2.1 气动机械手系统原理图

2.2方案确定

方案一：通过多个电磁换向阀之间的配合，利用X-D线图法设计气动机械手的气动回路。

方案二：利用四个电磁换向阀控制四个气缸的换向，利用交流继电器KM和中间继电器KA和时间继电器KT设计控制电路来控制四个电磁换向阀依次换向以达到十个动作依次完成。

根据实验室的电磁换向阀的数量有限而继电器的数量足够考虑，选用方案二进行系统设计。 2.3元器件介绍

（1）时间继电器KT：

主要功能：时间继电器的主要功能是作为简单程序控制中的一种执行器件，当它接受了启动信号后开始计时，计时结束后它的工作触头进行开或合的动作，从而推动后续的电路工作。一般来说，时间继电器的延时性能在设计的范围内是可以调节的，从而方便调整它的延时时间长短。单凭一只时间继电器恐怕不能做到开始延时闭合，闭合一段时间后，再断开，先实现延时闭合后延时断开，但总体上说，通过配置一定数量的时间继电器和中间继电器都是可以做到的。 使用环境：时间继电器作为自动控制器件应用较广泛，尤其是在涉及低压电器控制

网络中有较多电器设备环境中使用时电磁干扰问题更趋于严重。组成时间继电器的内部元器件的损坏这时已不是引起时间继电器故障（失效）的主要原因，而在于应用场合中的各种干扰通过电磁耦合、电容耦合直接进入时间继电器，干扰其正常的延时控制。时间继电器在此干扰环境下能否正常工作往往会影响到整个自动控制系统的正常逻辑功能，甚至还可能造成大的质量事故和经济损失。所以时间继电器在各种恶劣环境都应有较高的可靠性和抗干扰能力，也就是说时

间继电器必须有良好的电磁兼容性能，只有这样才能完善其产品质量，提高自身的市场竞争能力。 接线方法：时间继电器的电气控制系统中是一个非常重要的元器件。一般分为通电延时和断电延时两种类型。 从动作的原理上有电子式、机械式等。电子式的是采用电容充放电再配合电子元件的原理来实现延时动作。机械式的样式较多，有利用气囊、弹簧的气囊式。

工作原理：计时无效期间，相当于平常电灯开关断开状态。有效时，继电器动作，用电器得电工作，相当于平常电灯开关接通状态。

本次使用的是温州沪瓯电气有限公司所生产的数显型时间继电器，专利编号为200420089705 7.具有调时方便，延时精准等优点。 （2）电磁换向阀

电磁阀（Electromagnetic valve）是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种，

不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。

工作原理：电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开 有通孔，每个孔连接不同的油管，腔中间是活塞，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。

主要特点：1、外漏堵绝，内漏易控，使用安全;

2、系统简单，便接电脑，价格低廉

3、 动作快递，功率微小，外形轻巧 4、调节精度受限，适用介质受限 5、型号多样，用途广泛

本次设计采用的是编号为SY5120-5DZ-01的电磁换向阀。

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