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式中，
qmaxpp------为最大运动速度下所需的流量，同前，取为3.140L/min；
-------液压泵实际工作压力，5MPa；
3.454?3.140?0.654kw。
60?0.8?------为液压泵总效率，取为0.8；
带入数据计算得： P工?2?4.6.2 控制元件——方向阀、压力阀
控制元件是标准件，其选择依据是系统的最高工作压力和通过该阀的最大流量。 （一）方向控制阀——电磁换向阀
电磁换向阀是利用电气元件发出的电讯号，通过电磁铁动作，使电磁阀阀芯移动，实现油路的换向。本机械手采用4个换向阀：24E-10B型2个，34E-63B型2个。
（二）压力控制阀 1、节流阀
本机械手采用L型节流阀,其中L-10B型2个，L-63B型2个。
L型节流阀是筒式流量控制阀门。它是依靠改变阀的流通截面来调节流量，以实现工作机构运动速度的无级调速。此阀结构简单，尺寸小，但没有压力和温度补偿装置，阀前后的压力差随负载和油温的变化而变化，因此只适用于油温变化较小的系统。
2、溢流阀
本机械手选取Y-63B型溢流阀。
溢流阀主要有以下作用：（1）保证液压泵提供恒定压力。当系统压力增大时，使流量需求减小。此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即液压泵出口压力恒定。（2）安全保护作用。系统正常工作时，阀门关闭。只有负载超过规定的极限（系统压力超过调定压力）时开启溢流，进行过载保护，使系统压力不再增加（通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10％～20％）。用於过载保护的溢流阀也称为安全阀。
3、减压阀
减压阀是一种可将较高的进口压力(一次压力)降低为所需的出口压力(二次压力)的压力调节阀。根据各种不同的要求，减压阀可将油路分成不同的减压回路，以得到各种不同的工作压力。
本机械手采用J-63B型减压阀。
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第4章 驱动控制系统
4.6.3 辅助元件
（一）管道
由于本系统压力适中，故采用软管。根据液压泵出口流量计算，可选取?6。设计中，液压泵吸油管稍微粗些，选择?8；其余都选为?5。
（二）管接头
本机械手选用卡套式端直通管接头。 （三）滤油器
本系统选择XU-B50-100滤油器。 （四）油箱
一般取泵流量的3~5倍，这里取为5倍，有效容积为：
V?5?qp?5?3.2?16L
4.7 液压元件的密封 4.7.1 密封件的作用及其意义
在液压系统及其元件中，设计安装密封装置和密封元件的作用，在于防止工作介质的泄露及外界尘埃、异物的侵入，设置于密封装置之中，起密封作用的元件，即密封元件。
流体状态的工作介质，在液压元件及系统容腔中流动或暂存。由于受压力、间隙、粘度等的变化，导致少量介质越过容腔边界，由高压腔向低压腔流出，这种越界流出的现象叫泄露。
泄露分为内泄漏和外泄漏两种。内泄漏会引起液压系统容积效率急剧下降达不到需要的工作压力，使机械设备无法运作；外泄漏会造成工作介质浪费，污染环境，甚至引发机械操作失灵和人身事故。
因此，正常设计和使用密封件是液压设备正常运转的重要保证。
4.7.2 密封件和密封装置的设计选用
（1）设计选用原则
密封件、密封装置的选择首先应考虑液压设备对密封装置、密封件的要求和工作状况。如负载工作压力及速度的变化情况。并考虑环境温度和液压系统温度状况、冷却条件等因素。从而正确选择与之相配的密封件和密封装置结构形式。然后，再根据液压系
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统采用的工作介质种类和系统中密封处的局部温度，合理选择密封件的种类及与之的配方结构。
（2）常用主要密封件性能比较
动密封件中，广泛使用的密封件是O形圈、V形圈、Y形圈
O形橡胶密封圈：是动静密封均可使用的密封件，安装方便，价格低。用于工作压力大于7Mpa时，必须配置挡圈。寿命较短，且对密封装置的机械加工精度要求较高。当设备闲置时间太长时，再次启动的摩擦阻力会因密封面得粘附陡然增加，并出现蠕动现象。O形橡胶密封圈使用的速度范围是0.005～0.3m/s
Y形密封圈：使用寿命高于O形密封圈，使用的速度范围：若采用丁晴橡胶制作，为0.01～0.6m/s，若采用聚氨脂橡胶制作时，为0.01～1m/s,若采用氟橡胶制作时，为0.05～0.3m/s，Y形圈得安装沟槽结构形式可按Y形圈得断面结构及密封圈的硬度高低，设计成整体或开槽的结构形式。
V形密封圈：运动摩擦阻力较Y形密封圈大，密封性能可靠，使用寿命长，当发生泄漏时，可只调整压环而无需更换密封件，使用速度范围，若采用夹布橡胶V形圈，为0.005～0.5m/s，使用丁晴橡胶V形圈，为0.02～0.3m/s。
Y形圈和V形圈是典型的唇形密封圈，对压力的方向有严格的要求，因此，在用于液压缸动密封装置时，必须注意密封圈的安装承压方向，即把承压面的凹部朝向工作介质的承压方向。
根据设计要求，在本设计中选用O形密封圈，以为它结构简单，价格低， 简化了密封装置的结构，但它也有自己的缺点，寿命短，且对密封装置的机械加工精度要求较高，密封件型号根据《液压传动设计手册》中的标准进行选取。
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第4章 驱动控制系统
第5章 PLC控制系统
5.1 PLC组成及其应用 5.1.1 PLC的组成
PLC的构成： PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC的硬件系统结构如图5-1所示
可编程序控制器输入模块 按 钮
选择开关限位开关电 源CPU模块输出模块接触器电磁阀指示灯电 源编程装置 图5-1 PLC的硬件系统结构
PLC的各组成元素的构成及功能：
1、CPU的构成及功能------CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存储器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
2、I/O模块------ PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O种类有开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等。
3、内存---------内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。不同机型的PLC期内存大小也不尽相同，除主机单元的已有的内存区外，大部分机型还可
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根据用户具体需要加以扩展。
4、电源模块-------PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。
5、底板或机架-------大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。
6、PLC系统的其它设备------i) 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编写程序、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。某些PLC也配有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。ii) 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面也非常普及。iii)输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。
7、PLC的通信联网--------依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出\网络就是控制器\的观点说法。 PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。 PLC的通信，还未实现互操作性，IEC规定了多种现场总线标准，PLC各厂家均有采用。对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络非常重要的。首先,网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求，选择网络的形式，这必须在较深入地了解该网络标准的协议和机制的前提下进行；再次，综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定不同层次所使用的网络标准。
5.1.2 PLC工作原理及其特点
PLC的工作原理：PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程
序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。
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