【正文】 性好、運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn)、耐磨性好，熱溫變形小以及結(jié)構(gòu)工藝性好等。 導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)配合精度（間隙）。 裝配質(zhì)量以及液體動(dòng)壓和靜壓導(dǎo)軌的油膜厚度、油膜剛度等。 初期耐磨性 ——摩擦副初期磨損階段特性。 注意：以上這些導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)副應(yīng)達(dá)到的要求僅是導(dǎo)軌設(shè)計(jì)中最基本的要求，在導(dǎo)軌設(shè)計(jì)中，還應(yīng)依據(jù)導(dǎo)軌應(yīng)用的實(shí)際情況，采取相應(yīng)的措施，盡可能的滿足。 特點(diǎn)： 在垂直載荷作用下，具有磨損量自動(dòng)補(bǔ)償功能，無(wú)間隙工作，導(dǎo)向精度高。 4） 圓形導(dǎo)軌的特點(diǎn) 特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、檢驗(yàn)、配合方便，精度易于保證，但摩擦后很難調(diào)整，結(jié)構(gòu)剛度較差。 4） 燕尾形導(dǎo)軌與矩形導(dǎo)軌組合 特點(diǎn)： 整體式燕尾導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，調(diào)整方便，承載能力強(qiáng)，制造困難；裝配式導(dǎo)軌，制造調(diào)整方便，承載能力與整體式燕尾導(dǎo)軌相比較弱；燕尾導(dǎo)軌與矩形導(dǎo)軌相比，兼有調(diào)整方便，承載能力較強(qiáng)等。 按滾動(dòng)體形狀 ——滾珠滾動(dòng)導(dǎo)軌副、圓柱（滾針） 滾動(dòng)導(dǎo)軌副、圓錐滾動(dòng)導(dǎo)軌副等。 6）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難，生產(chǎn)成本高。 傳感檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 傳感器 一、傳感器分類 被測(cè)對(duì)象 傳感器 信號(hào)調(diào)理 傳輸 信號(hào)處理 顯示記錄 控制系統(tǒng) 二、機(jī)電一體化對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的基本要求： 精度、靈敏度、分辨率高； 線性、穩(wěn)定性和重復(fù)性好； 抗干擾能力強(qiáng)； 靜、動(dòng)態(tài)特性好。 3．變介質(zhì)型電容傳感器 原理 結(jié)構(gòu)如圖 。 ??20022 AWRWLm??（二）渦流式 原理：金屬板在交變磁場(chǎng)中的渦電流效應(yīng)。變化金屬板的電阻率、磁導(dǎo)率，可作為材質(zhì)鑒別或探傷等。原因：兩次級(jí)線圈結(jié)構(gòu)不對(duì)稱；初級(jí)線圈銅損電阻、鐵磁材質(zhì)不均勻、線圈間分布電容等形成。當(dāng)主光柵產(chǎn)生位移時(shí)，莫爾條紋便隨著產(chǎn)生上、下位移，若用光電器件記錄下莫爾條紋通過(guò)某點(diǎn)的數(shù)目，便可知主光柵移動(dòng)的位移，也就測(cè)得了被測(cè)物體的位移量。 測(cè)速機(jī)的結(jié)構(gòu)有多種，但原理基本相同。 第四節(jié) 位置傳感器 位置傳感器和位移傳感器不一樣，它所測(cè)量的不是一段距離的變化量，而是通過(guò)檢 測(cè)，確定是否已到某一位置。在安全防盜方面，如資料、財(cái)會(huì)、倉(cāng)庫(kù)、博物館、金庫(kù)等重要場(chǎng)合也都裝有各式各樣的接近傳感器。 習(xí)慣上將具有這種特點(diǎn)的放大器稱為測(cè)量放大器或儀表放大器。 傳感器接口技術(shù) 控制電動(dòng)機(jī)及其選擇計(jì)算 第一節(jié) 執(zhí)行元件分類 液壓系統(tǒng) 氣壓系統(tǒng) 氣壓系統(tǒng)的基本組成 直線氣缸 擺動(dòng)氣缸 氣馬達(dá) 氣爪 繼電器 定時(shí)器 電子元件 計(jì)數(shù)器 順序控制器 氣動(dòng)控制元件 氣源 氣源處理裝置 壓力 控制閥 方向 控制閥 流量 控制閥 驅(qū)動(dòng)裝置 操作裝置 指示裝置 檢測(cè)裝置 控制 (運(yùn)算 ) 回路 按扭開關(guān) 選擇開關(guān) 按扭閥 指示器 計(jì)數(shù)器 蜂鳴器 限位開關(guān) 限位閥 接近開關(guān) 傳感器 壓力開關(guān) 真空開關(guān) 速度控制閥 緩沖閥 快速排氣閥 電磁閥 氣控閥 人工換向閥 機(jī)控?fù)Q向閥 減壓閥 增壓閥 安全閥 空氣壓縮機(jī) 過(guò)濾器 油霧器 油霧分離器 驅(qū)動(dòng)部分 控制部分 檢測(cè)部分 氣壓系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)的比較 ( 1)空氣可以從大氣中取之不竭且不易堵塞；將用過(guò)的氣體排入大氣，無(wú)需回氣管路處理方便；泄漏不會(huì)嚴(yán)重的影響工作，不污染環(huán)境。 (2)空氣的壓縮性遠(yuǎn)大干液壓油的收縮性，精度較低。若 A相斷電， B相通電，由于磁力的作用，轉(zhuǎn)子的齒與定子 BB上的齒對(duì)齊，轉(zhuǎn)子沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過(guò)，如果控制線路不停地按 A→B→C→A… 的順序控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組的通斷電，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子便不停地逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。= 360/mzk =360/3 80 2=。 應(yīng)用 ：數(shù)控設(shè)備，機(jī)器人。 2．高低電壓功率放大電路 電源 U1為高電壓，電源大約為 80～ 150V，U2為低電壓電源，大約為 5～ 20V。 3．?dāng)夭ê懔鞴Ψ烹娐? 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源總結(jié) 作用 ：對(duì)控制脈沖進(jìn)行功率放大，以使步進(jìn)電機(jī)獲得足夠大的功率驅(qū)動(dòng)負(fù)載運(yùn)行。 靜力矩的選擇 （ 1）根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)草圖計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)裝置及負(fù)載折算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)由于尺寸小、重量輕、效率高、出力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需激磁等一系列優(yōu)點(diǎn)而被越來(lái)越重視。它的 基本原理 是： 利用大功率晶體管的開關(guān)作用，將直流電源電壓轉(zhuǎn)換成一定頻率 (例如 2022HZ)的方波電壓，加在直流電動(dòng)機(jī)的電樞上，通過(guò)對(duì)方波脈沖寬度的控制，改變電樞的平均電壓，從而調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速， 如圖 4— 18所示。 特點(diǎn) ：無(wú)接觸換向部件 需要磁極位置檢測(cè)器（如編碼器） 具有直流伺服電動(dòng)機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。目前常用的通用變頻器即屬于交－直－交變頻，其基本結(jié)構(gòu)原理如圖 4－ 12。 其中 ， V/F控制屬于開環(huán)控制 ， 而轉(zhuǎn)差控制和矢量控制屬于閉環(huán)控制 ， 二者的主要區(qū)別在于 V/F控制方式中沒有進(jìn)行速度反饋 ， 而在轉(zhuǎn)差頻率控制方式和矢量控制方式利用了速度傳感器的速度閉環(huán)控制 。冶金、印刷、造紙。 （ 2）變頻器與電動(dòng)機(jī)的距離過(guò)長(zhǎng)時(shí)，為防止電纜對(duì)地耦合與變頻器輸出電流中諧波疊加而造成的電動(dòng)機(jī)端子處電壓升高的影響，應(yīng)在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。 圖 4 － 22 變頻器恒壓供水系統(tǒng)圖進(jìn)水管水池閥門止回閥狀態(tài)顯示器水泵 閥門出水管變頻器壓力傳感器M~水泵電動(dòng)機(jī) 本系統(tǒng)僅舉出一個(gè)簡(jiǎn)單例子，即 一臺(tái)變頻器帶一臺(tái)水泵運(yùn)行 。 這是因?yàn)闈撍秒妱?dòng)機(jī)的額定電流比通常電動(dòng)機(jī)的額定電流要大 ， 所以選擇變頻器時(shí) ， 變頻器的連續(xù)輸出電流要大于潛水泵電動(dòng)機(jī)的額定電流 。 便于調(diào)試和維修 。從圖中可見，不管電子開關(guān)接在 2點(diǎn)還是接地，流過(guò)每個(gè)支路的 2R上的電流都是固定不變的，從參考電壓端看其輸入電阻為 R，從參考電源流入的總電流為 J，則每個(gè)支路 〔 流經(jīng) 2R電阻 )的電流依次為： J／ 2， J／ 4， J／ 8． J／ 16，而 I=VREF／ R。 如果采月 n個(gè)電子開關(guān)組成的網(wǎng)絡(luò)，那么 vOUT＝ — VREF／ 2n [dn1 一般單片機(jī)內(nèi)無(wú)監(jiān)控程序或系統(tǒng)通用管理程序。 總線型工控機(jī) 總線型工控機(jī)特點(diǎn) 提高設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)和制造周期。 接變頻器運(yùn)行指示信號(hào)接變頻器起/停信 號(hào)X25:3X25:2X2:1X2:7接壓力給定信號(hào)（如信號(hào)發(fā)生器）接壓力反饋信號(hào)（如壓力變送器）FUACS60 1系列變頻器X1:6X1:5X1:7X1:8M圖4－ 23 恒壓供 水系統(tǒng)控制原理圖U 1V 1W 1QF 1U 2V 2W 2在本系統(tǒng)控制電路中 ， 變頻器接受的壓力給定信號(hào)與壓力反饋信號(hào)均為電流信號(hào) （ 420mA） ， 變頻器接受的啟 /停信號(hào)為無(wú)源開關(guān)量信號(hào) ， 其運(yùn)行指示信號(hào)輸出也為無(wú)源開關(guān)量信號(hào) 。 因此 ， 由變頻器得到給定壓力信號(hào)和實(shí)際反饋信號(hào) ， 利用變頻器內(nèi)部固有的功能進(jìn)行比較計(jì)算 ， 通過(guò)頻率輸出的變化調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速 ， 從而控制管網(wǎng)中水壓力恒定 。 變頻器選擇 分析控制對(duì)象的負(fù)載特性選擇電動(dòng)機(jī)的容量 根據(jù)用途選擇合適的變頻器類型 確定變頻器容量 （ 1）選擇變頻器具體型號(hào)是以電動(dòng)機(jī)額定電流值為依據(jù)，以電動(dòng)機(jī)的額定功率為參考值。紡織、化纖機(jī)械。 目前在變頻器中多采用正弦波 PWM控制方式 ， 即通過(guò)改變 PWM輸出的脈沖寬度 ， 使輸出電壓的平均值接近正弦波 ， 這種方式也被稱為 SPWM控制 。如果外界干擾使弧長(zhǎng)變長(zhǎng)或變短，反饋弧壓 up相當(dāng)于增大或減小，偏差信號(hào)經(jīng)放大器 1送入電機(jī) sL的控制電壓的相序發(fā)生改變，使控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，經(jīng)移動(dòng)裝置 3帶動(dòng)焊條 8上下移動(dòng)，以保持電弧長(zhǎng)度恒定。缺點(diǎn)是： 輸出功率和轉(zhuǎn)矩較??；轉(zhuǎn)矩特性和調(diào)節(jié)特性的線性度不及直流伺服電動(dòng)機(jī)好；其效率也較直流伺服電動(dòng)機(jī)為低 。 一般， 寬頻帶低功率系統(tǒng)選用線性放大器 (小于幾百瓦 )，而脈寬調(diào)制放大器常用在較大的系統(tǒng)中，尤其是那些要求在低速和大轉(zhuǎn)矩下連續(xù)運(yùn)行的場(chǎng)合。電磁式的磁場(chǎng)由 激磁繞組 產(chǎn)生；永磁式的磁場(chǎng)由 永磁體 (永久磁鐵 )產(chǎn)生。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。若 VrefVf時(shí) Vin信號(hào)通過(guò)與門，形成 Vb正脈沖，打開功率管VT；反之， VrefVf時(shí) Vin信號(hào)被截止，無(wú) Vb正脈沖，功率管 VT截止。 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源 脈沖分配 脈沖分配 軟件脈沖分配 軟件環(huán)形分配器的設(shè)計(jì)方法有很多，如查表法、比較法、移位寄存器法等，它們各有特點(diǎn)，其中常用的是查表法。 (1)要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 60r/min,單雙拍制通電，輸入脈沖頻率為多少 ? (2)要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 100r/min，單拍制通電，輸入脈沖頻率為多少 ? 步進(jìn)電機(jī)分類 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) ：定子轉(zhuǎn)子均有鐵心組成，轉(zhuǎn)子無(wú)繞組，步進(jìn)運(yùn)行由定子繞組通電歷磁產(chǎn)生的反應(yīng)力矩作用實(shí)現(xiàn)。 求 : 步進(jìn)電機(jī)的步矩角 。 1繞組 2定子鐵心 3轉(zhuǎn)子鐵心 圖 61 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理實(shí)際上是 電磁鐵的作用原理 。 氣壓系統(tǒng)與電氣、液壓系統(tǒng)比較有以下缺點(diǎn)： (1)氣功裝置的信號(hào)傳遞速度限制在聲速范圍之內(nèi)，所以它的工作頻率和響應(yīng)速度遠(yuǎn)不如電氣裝置．并且信號(hào)產(chǎn)生較大失真和延遲，也不便于構(gòu)成十分復(fù)雜的回路。 圖為利用 AD521測(cè)量放大器與模擬開關(guān)結(jié)合組成的程控增益放大器，通過(guò)改 變其外接電阻 RG的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)增益控制。接近傳感器設(shè)置在工件傳送帶的一側(cè)，當(dāng)傳送帶運(yùn)行時(shí)，一個(gè)個(gè)工件經(jīng)過(guò)接近傳感器，當(dāng)工件靠近接近傳感器時(shí)，傳感器輸出脈沖開關(guān)信號(hào)，該信號(hào)可直接送往計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。其基本工作原理可用圖 3— 38表示出來(lái)。光源發(fā)出的光通過(guò)縫隙圓盤和指示縫隙照射到光電器件上。 第三節(jié) 速度、加速度傳感器 一、直流測(cè)速機(jī) 直流測(cè)速機(jī)是一種測(cè)速元件，實(shí)際上它就是 — 臺(tái)微型的直流發(fā)電機(jī)。它們是沿著與光柵條紋幾乎成垂直的方向排列，如圖 318所示。只反映鐵心位移大小，不反映移動(dòng)極性。 影響因素： 線圈與金屬板間距離；金屬板的電阻率；磁導(dǎo)率；線圈激磁園頻率等。 自感型 （一）可變磁阻式 1—— 線圈 2—— 鐵心 3—— 銜鐵 由此可見：只要 改變空氣隙厚度或改變氣隙截面積 ，即可改變線圈的電感量。 這種傳感器的輸出特性呈線性。 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的選用原則： 依據(jù)傳動(dòng)部件的 承載能力、導(dǎo)向精度、耐磨性、剛度（結(jié)構(gòu) /接觸）、工藝性 等要求。 4） 滾動(dòng)體與滾道為點(diǎn)或線接觸，接觸應(yīng)力較大，抗振性較差。 1） 采用鑲裝導(dǎo)軌 2）提高導(dǎo)軌精度、改善導(dǎo)軌表面粗糙度、采取合理的潤(rùn)滑措施 3） 減少導(dǎo)軌單位面上的壓力（比壓）、采用必要的卸荷裝置 滾動(dòng)導(dǎo)軌副的類型與選擇 組成： 帶溝槽的靜導(dǎo)軌和動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)體以及滾動(dòng)體隔離元件等組成。 L1L1 L13 輔助導(dǎo)向面2 導(dǎo)向面 2 1 3 32 11 承載面3）三角形導(dǎo)軌與矩形或平面導(dǎo)軌組合 特點(diǎn)： 兼有三角形導(dǎo)軌導(dǎo)向精度好、矩形導(dǎo)軌制造方便、剛性好的優(yōu)點(diǎn)，可避免熱變形產(chǎn)生的配合間隙變化；但是，存在兩導(dǎo)軌導(dǎo)向平面磨損不均并使導(dǎo)軌產(chǎn)生位置變化；另外，兩導(dǎo)軌的摩擦阻力不同，因而布置驅(qū)動(dòng)力時(shí)，驅(qū)動(dòng)力應(yīng)與兩摩擦阻力的和力同向?yàn)橐?。由于?dǎo)軌在水平和垂直面位置互不影響，因而在水平和垂直兩方向均須間隙調(diào)整裝置，安裝調(diào)整方便。 6） 制定必要的技術(shù)條件（關(guān)重件的制造工藝規(guī)范、裝配調(diào)整技術(shù)條件、檢測(cè)驗(yàn)收技術(shù)條件、使用維護(hù)操作規(guī)范、維修維護(hù)工藝流程與規(guī)范等）。 5）溫度敏感性和結(jié)構(gòu)工藝性要求 溫度敏感性 —— 指導(dǎo)軌在環(huán)境溫度和導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)摩擦發(fā)熱的影響下，導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)靈活性、平穩(wěn)性、導(dǎo)向精度產(chǎn)生變化的反映程度。 3）精度保持性要求（耐磨性） 精度保持性要求： 指導(dǎo)軌副表面的耐磨性（耐磨能力）應(yīng)達(dá)到導(dǎo)軌面的使用壽命要求。 導(dǎo)軌和機(jī)架的熱變形（熱敏感性）。 導(dǎo)向精度（直線度）和接觸精度（平面度和接觸面積）。 （ 2） 常見導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，依據(jù)不同的要求可設(shè)計(jì)或選用不同形式的導(dǎo)軌副。