【正文】 種形式進(jìn)行分類。 2）按滾珠的循環(huán)方式分類： 內(nèi)循環(huán)方式和外循環(huán)方式兩類。a) 雙 螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、剛性好、預(yù)緊可靠、c) 雙 螺母齒差預(yù)緊調(diào)整但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、軸向剛度較差、適合清載場(chǎng)合。 密封： 接觸式密封（動(dòng)或靜密封）和非接觸式密封（ 迷宮式密封）。 常用在高精度壓力設(shè)備上 （ 導(dǎo)向精度由導(dǎo)軌保證） 。 例 CTC63 10— — 1600 表示為插管突出式外循環(huán) （ CT） ， 雙螺母齒差預(yù)緊 （ C） 的滾珠絲杠副 ， 公稱直徑63mm， 基本導(dǎo)程 10mm， 負(fù)荷滾珠總?cè)?shù) ， 精度等級(jí) ， 螺紋旋向?yàn)橛倚?，絲杠全長為 2022mm， 螺紋長度為 1600mm。 **由此才能完成滾珠絲杠副的選擇設(shè)計(jì)工作 。 1 導(dǎo)軌副的組成、種類及應(yīng)滿足要求 組成：主要由 定導(dǎo)軌、動(dòng)導(dǎo)軌、輔助導(dǎo)軌、間隙調(diào)整元件以及工作介質(zhì) /元件 等組成。常見導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)形式如下。 因此，在設(shè)計(jì)或選用導(dǎo)軌副時(shí)，重點(diǎn)考慮影響導(dǎo)向精度的主要因素有： 動(dòng)剛度 —— 抵抗交變載荷的能力。 主要包括： 初期耐磨性 和 耐磨精度保持性 兩部分，以及 耐磨精度失效特性 。 4）導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)靈活性和低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求 主要包括： 靈活性 和 低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。 工藝性要求 —— 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、裝配調(diào)整、維修維護(hù)、檢測(cè)方便，生產(chǎn)成本低。 3） 依據(jù)導(dǎo)軌的載荷和工作溫度范圍，選擇導(dǎo)軌的具體結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù)，保證具有足夠的剛度、良好的耐磨性、運(yùn)動(dòng)靈活性、平穩(wěn)性。 2 滑動(dòng)導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及其選擇 （ 1） 滑動(dòng)導(dǎo)軌副的截面形狀和特點(diǎn) 常見滑動(dòng)導(dǎo)軌副的截面形狀 abab對(duì)稱三角形 非對(duì)稱三角形 矩 形 燕尾形 圓 形凸形形凹1） 三角形導(dǎo)軌的特點(diǎn) 分 對(duì)稱型 和 非對(duì)稱型 三角形導(dǎo)軌。 對(duì)稱型導(dǎo)軌 —— 隨頂角增大，導(dǎo)軌承載能力增大，但導(dǎo)向精度降低。 3） 燕尾形導(dǎo)軌的特點(diǎn) 特點(diǎn)： 無磨損量自動(dòng)補(bǔ)償功能，須間隙調(diào)整裝置，燕尾起壓板作用，鑲條可調(diào)整水平垂直兩方向的間隙，可承受顛覆載荷，結(jié)構(gòu)緊湊，但剛度差，摩擦阻力大、制造、檢驗(yàn)、維修不方便 。 壓 板三角形導(dǎo)軌 V 形導(dǎo)軌1） 雙三角形組合導(dǎo)軌組合 2） 矩形與矩形導(dǎo)軌組合 特點(diǎn)： 承載面與導(dǎo)向面分離，制造調(diào)整簡(jiǎn)單、導(dǎo)向面間隙用調(diào)整鑲條保證，接觸剛度較抵。當(dāng)采用閉式壓板結(jié)構(gòu)時(shí)，可承受顛覆力矩 。 通常為軟 —硬材料組合。 類型： 按運(yùn)動(dòng)形式 —— 直線導(dǎo)軌和回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌。 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的特點(diǎn)： 1） 低摩擦系數(shù)和動(dòng) /靜摩擦系數(shù)基本相等。 5） 為保證傳動(dòng)精度，滾道表面硬度、形狀 /位置精度，滾動(dòng)體尺寸精度、形狀 /位置精度均有嚴(yán)格的要求。 特點(diǎn)： 可實(shí)現(xiàn)無限長導(dǎo)軌的直線運(yùn)動(dòng)。綜合評(píng)價(jià)合理選用。 四、傳感器選用原則 快速、準(zhǔn)確、可靠、經(jīng)濟(jì) 的獲取信號(hào) 1）足夠的量程 2）與測(cè)量或控制系統(tǒng)匹配、轉(zhuǎn)換靈敏度高 3）精度適當(dāng)、穩(wěn)定性高 4）反應(yīng)速度快、工作可靠 5）實(shí)用性和適應(yīng)性強(qiáng) 6）使用經(jīng)濟(jì) 第二節(jié) 位移測(cè)量傳感器 一、電容傳感器 1. 變極距型電容傳感器 ： 當(dāng)動(dòng)極板因被測(cè)量變化而向上移動(dòng)使減小時(shí)，電容量增大 。因而其量程不受線性范圍的限制，適合于測(cè)量較大直線位移和角位移。 二、電感式傳感器 將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電感量變化的裝置。 注意：改變空氣隙厚度 傳感器輸出特性是非線性的，規(guī)定在較小間隙變化范圍內(nèi)工作。此交變 磁通通過相鄰近的金屬板，金屬板上便產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流在金屬體內(nèi)是閉合的，稱為渦流。 變化線圈與金屬板間距離，可作為位移、振動(dòng)測(cè)量。 特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，不受油污等介質(zhì)的影響。 零點(diǎn)殘余電壓。 應(yīng)用： 位移測(cè)量?jī)x。 主光柵和被測(cè)物體相連，他隨被測(cè)物體的直線位移而產(chǎn)生位移。編碼器的種類很多，根據(jù)檢測(cè)原理，它可以分為電磁式、電刷式、電磁感應(yīng)式及光電式等。直流測(cè)速機(jī)的持點(diǎn)是輸出斜率大、線性好，但由于有電刷相換向器，構(gòu)造和維護(hù)比較復(fù)雜，摩擦轉(zhuǎn)矩較大。 直流測(cè)速機(jī)在機(jī)電控制系統(tǒng)中，主要用作測(cè)速和校正元件。 當(dāng)縫隙圓盤隨被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于圓盤上的縫隙間距與指示縫隙的間距相同，因此圓盤每轉(zhuǎn)一周，光電器件輸出與指示縫隙數(shù)相等的電脈沖，根據(jù)測(cè)量時(shí)間 t內(nèi)的脈沖數(shù) N，可測(cè)出轉(zhuǎn)速為 n=60N/Zt Z一一圓盤 上的縫隙數(shù)； n—— 轉(zhuǎn)速 (r／ min)； t—— 測(cè)量時(shí)間 (s)。 所謂接觸式傳感器就是能獲取兩個(gè)物體是否己接觸的信息的一種傳感器；而接近式傳感器是用來判別在某一范圍內(nèi)是否有某 — 物體的一種傳感器。 接近傳感器在工業(yè)自動(dòng)化控制、航天、航海技術(shù)、日常生活中都有廣泛的應(yīng)用。而在防盜系統(tǒng)中，大都使用紅外熱釋電接近傳感器、超聲波接近傳感器和微波接近傳感器。 第五節(jié) 傳感器信號(hào)處理 測(cè)量放大器 在許多檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)合．傳感器輸出的信號(hào)往往較弱，而且其中還包含工頻、靜電和電磁耦合等共模干擾， 對(duì)這種信號(hào)的放大就需要放大電路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗。為解決這個(gè)問題，工程上常采用通過改變放大器增益的方法，來實(shí)現(xiàn)不同幅度信號(hào)的放大，如萬用表、示波器等許多測(cè)量?jī)x器的量程變換等。 隔離放大器 在有強(qiáng)電或強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中，為了防止電網(wǎng)電壓等對(duì)測(cè)量回路的損壞，其信號(hào)輸入通道采用隔離技術(shù)，能完成這種任務(wù)，具有這種功能的放大器稱為隔離放大器。 (4)對(duì)開環(huán)控制系統(tǒng)，它相對(duì)液壓傳動(dòng)具有動(dòng)作迅速、響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)。但這個(gè)缺點(diǎn)對(duì)生產(chǎn)過程不會(huì)造成困難。氣壓傳動(dòng)出力不如液壓傳動(dòng)大； 執(zhí)行元件特點(diǎn) 應(yīng)用：液壓系統(tǒng)用于需大的功率重型設(shè)備 氣動(dòng)用于工件夾緊、輸送等自動(dòng)化生產(chǎn)線 電動(dòng)應(yīng)用最廣泛 伺服電機(jī)控制方式 伺服電機(jī)比較 第二節(jié) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 一、 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 它與普通電動(dòng)機(jī)一樣，也是由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，其中定子又分為定子鐵心和定子繞組。當(dāng) A相繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子的齒與定子 AA上的齒對(duì)齊。 步進(jìn)電機(jī)特點(diǎn) （ 1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，它的轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)過一個(gè)確定的角度，即 步距角 ； （ 2）改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 定子繞組的通電順序 ，轉(zhuǎn)子的 旋轉(zhuǎn)方向 隨之改變； （ 3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定子繞組通電狀態(tài)的改變速度越快，其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度越快，即通電狀態(tài)的變化 頻率 越高，轉(zhuǎn)子的 轉(zhuǎn)速 越高； （ 4）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角與定子繞組的相數(shù) m、轉(zhuǎn)子的齒數(shù) z、通電方式 k有關(guān)，可用下式表示： ?= 360/mzk 式中 m相 m拍時(shí) ， k=1； m相 2m拍時(shí) ， k=2。 當(dāng)脈沖當(dāng)量要求為 ,試設(shè)計(jì)此傳動(dòng)系統(tǒng) i=Z2/Z1=αL/360δ δ=αL/360i k=6/3=2 225。 解：根據(jù)式 （ 71） 可選 ，模數(shù) m=。 特點(diǎn) ：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，運(yùn)行頻率高，步距角小。 混合式步進(jìn)電機(jī) ：轉(zhuǎn)子有齒，帶固定極性。 步序 導(dǎo)電相 工作狀態(tài) 數(shù)值（ 16進(jìn)制） 程序的數(shù)據(jù)表 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) C B A TAB A 0 0 1 01H TAB0 DB 01H AB 0 1 1 03H TAB1 DB 03H B 0 1 0 02H TAB2 DB 02H BC 1 1 0 06H TAB3 DB 06H C 1 0 0 04H TAB4 DB 04H CA 1 0 1 05H TAB5 DB 05H 四、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的功率放大 1．單電壓功率放大電路 此電路的 優(yōu)點(diǎn) 是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 不足之處是 Rc消耗能量大 ， 電流脈沖前后沿不夠陡 ， 在改善了高頻性能后 ， 低頻工作時(shí)會(huì)使振蕩有所增加 ， 使低頻特性變壞 。到達(dá)規(guī)定值后， VT1的輸入脈沖先變成下降沿，使 VT1截止，電動(dòng)機(jī)由低電壓 U2供電，維持規(guī)定電流值，直到 VT2輸入脈沖下降沿到來 VT2截止。這樣在一個(gè) Vin脈沖內(nèi)，功率管 VT會(huì)多次通斷，使繞組電流在設(shè)定值上下波動(dòng)。 速度控制是靠改變控制脈沖的頻率實(shí)現(xiàn)的。目前市場(chǎng)上步進(jìn)電機(jī)的步距角一般有 /（五相電機(jī)）、 /（二、四相電機(jī)）、 /3度 （三相電機(jī)）等。 TL/TMax≤ JL/Jm≤4 電流的選擇 靜力矩一樣的電機(jī)，由于電流參數(shù)不同，其運(yùn)行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機(jī)的電流（參考驅(qū)動(dòng)電源、及驅(qū)動(dòng)電壓） 第三節(jié) 直流伺服電動(dòng)機(jī) 直流伺服電動(dòng)機(jī)具有 良好的調(diào)速特性，較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，相對(duì)功率大及快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。電磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)是一種目前巳普遍使用的伺服電動(dòng)機(jī)，特別是在大功率范圍內(nèi) (100w以上 )。 直流伺服電機(jī)控制 二、 驅(qū)動(dòng)與控制 一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能的好壞，不僅取決于電機(jī)本身的特性，而且還取決于驅(qū)動(dòng)電路的性能以及兩者之間的相互配合。 一、晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動(dòng) U sRP1R 0R 0R bU fn+U+R 1I dRP2GU cU d+U aML圖 4 － 7 帶有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖二、脈寬調(diào)制放大器 (PwM) PWM放大器的優(yōu)點(diǎn)是 功率管工作在開關(guān)狀態(tài)，管耗小 。當(dāng)控制信號(hào) vIN為正或負(fù)時(shí)，比較器輸入端處的鋸齒波相應(yīng)地上移或下移，比較器的輸出脈沖也隨著相應(yīng)改變，實(shí)現(xiàn)了脈寬調(diào)制，如圖 4— 19(b)、 (c)所示。 銀狐工控網(wǎng) 自動(dòng)化、企業(yè)信息化 — 中國工控網(wǎng) 運(yùn)動(dòng)控制專欄 中國工業(yè)控制及自動(dòng)化領(lǐng)域權(quán)威咨詢、資訊傳媒 ! 一、交流伺服電動(dòng)機(jī)種類 同步型（ SM） ：采用永磁結(jié)構(gòu)的同步電動(dòng)機(jī)，又稱無刷直流伺服電動(dòng)機(jī)。交流伺服電機(jī) sL經(jīng)減速器 2帶動(dòng)焊條 8的移動(dòng)裝置 3。 應(yīng)用舉例 二、交流伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)速 變頻調(diào)速 間接變換方式 （交－直－交變頻） 變頻方式 直接變換方式（交－交變頻） 交－直－交變頻 是把交流電通過整流器變?yōu)橹绷麟?，再用逆變器將直流電變?yōu)轭l率可變的交流電供給異步電動(dòng)機(jī)。 交流電源 交流電源 電壓頻率可變 中間直流環(huán)節(jié) 逆變器 整流器 控 制 電 路 變頻器的分類方式很多 ， 除了按電源變換方式分類外 ， 還可以按 逆變器開關(guān)方式 來分類 ， 即 PAM方式和 PWM方式 。 變頻器還可以按控制方式分為 V/F（ 電壓 /頻率 ） 控制 、 轉(zhuǎn)差頻率控制和矢量控制 三種 。 Pm=(～ )TLPnLP/159η 其次，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的工作周期可以與其發(fā)熱時(shí)間常數(shù)相比較時(shí)，必須考慮電機(jī)的熱額定問題，通常用負(fù)載的均方根功率作為確定電機(jī)發(fā)熱功率的基礎(chǔ)。 矢量控制變頻器 ：提高傳動(dòng)精度及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集散控制。 電梯專用矢量變換控制變頻器 ：實(shí)現(xiàn)緩慢平穩(wěn)的升降速。變頻器最大輸出電流應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的額定電流值。 （ 4）變頻器選擇時(shí)，一定要注意其防護(hù)等級(jí)應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)情況相匹配，防止現(xiàn)場(chǎng)的粉末或水分影響變頻器的長久運(yùn)行。 變頻器恒壓供水系統(tǒng)如圖 413所示 。 變頻器的功能參數(shù)設(shè)定主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和廠家提供的用戶手冊(cè)進(jìn)行設(shè)定 ， 主要有：?jiǎn)?dòng) /停止參數(shù) 、 信號(hào)選擇參數(shù) 、 PID控制參數(shù)與加 /減速時(shí)間等幾組參數(shù) ， 其余均可遵照變頻器出廠值 。 需要指出的是 ， 在系統(tǒng)中如果水泵為離心式水泵 ， 那么變頻器在選擇時(shí)可按照平方轉(zhuǎn)矩選擇；如果水泵為潛水泵 ， 那么變頻器在選擇時(shí)應(yīng)按照恒轉(zhuǎn)矩選擇 。 編程簡(jiǎn)單，使用方便。 提高系統(tǒng)可靠性。 可靠性高。 控制系統(tǒng)比較 一、信息采集接口 轉(zhuǎn)換形式 數(shù)／模 (D/A)轉(zhuǎn)換接口 D／ A轉(zhuǎn)換器是指將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的電路，它由權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、參考電壓、電子開頭等組成，典型的 R— 2R網(wǎng)絡(luò) D／ A原理圖 如圖 5— 21所示。22+d12