【正文】 21一月 173。2117:15January 22, 20231少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。21一月 173。2122173。動(dòng) 采用點(diǎn)位控制或機(jī)械擋塊定位時(shí)，有較高的重復(fù)定位精度，但臂力一般在 300N以下。它們安裝在機(jī)械手的手腕（如果配置有手腕的話）或手臂的機(jī)械接口上，較簡單的可用法蘭盤作為機(jī)械接口處的接換器，為實(shí)現(xiàn)快速和自動(dòng)更換，也可采用電磁吸盤或氣動(dòng)鎖緊的換接器。 ② 在理論上， 微機(jī)可以編程，形成 PLc的多數(shù)功能，然而通用微機(jī)不是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用設(shè)計(jì)的 ；③ 微機(jī)與外部世界連接時(shí)．需要 專門的接口電路板 ，而 PIC帶有各種 I／ O模塊可供直接利用，且輸入輸出線可多至數(shù)百條；④ PLc具有多種診斷能力， 模塊式結(jié)構(gòu)，易于維修 ；⑤ PLC可采用 梯形圖編程 ，編程語言直觀簡單，容易學(xué)握；⑥ 雖然許多 PLc能夠 接收模擬信號(hào)和進(jìn)行簡單的算術(shù)運(yùn)算，但是，當(dāng)數(shù)學(xué)運(yùn)算復(fù)雜時(shí)，PLc是無法與通用微機(jī)相競(jìng)爭(zhēng)。易擴(kuò)展。后端直接與水泵電動(dòng)機(jī)相連。變頻器恒壓供水系統(tǒng)如圖 4173。 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。間接變換方式 （交－直－交變頻）變頻方式 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)。由于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)和定子磁場(chǎng)始終正交，因而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。（ 3）根據(jù)步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)、運(yùn)行矩頻特性。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。 I=Z2/Z1=α L/360δ =6/360=2/1可選 Z1=20， Z2=40，模數(shù) =例 將改造一臺(tái) C620車床，其縱向絲杠的螺距t=12mm，采用 110BF003型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，步距α=176。 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： (4)工作壓力較低，不易獲得大的推力。操作裝置指示裝置圖 3—25 是生產(chǎn)線工件計(jì)數(shù)裝置的示意圖。25所示。特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，不受油污等介質(zhì)的影響。二、電感式傳感器將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電感量變化的裝置。(b)螺紋調(diào)隙式（圖 7173。 滾珠絲杠副的特點(diǎn)1） 傳動(dòng)效率高，摩擦損失小 。因此必須采取措施消除齒輪傳動(dòng)中的間隙，以提高數(shù)控設(shè)備進(jìn)給系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)精度。6. 2. 整體設(shè)計(jì)法 ? 整體設(shè)計(jì)法主要用于新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)。阻尼越大，最大振幅越小，衰減越快。 軸向壓簧錯(cuò)齒調(diào)整法 ，其特點(diǎn)是齒側(cè)隙可以自動(dòng)補(bǔ)償，但軸向尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊。 7） 不能自鎖 。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。注意： 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。這種渦流將產(chǎn)生交變磁通 ?1，根據(jù)楞次定律，渦流的交變磁場(chǎng)與線圈的磁場(chǎng)變化方向相反。光柵 光柵是一種新型的位移檢測(cè)元件，它的持點(diǎn)是測(cè)量精確高、響應(yīng)速度快和量程范圍大等。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。其基本工作原理可用圖 3—38表示出來。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，通過改變其外接電阻 RG的辦法來實(shí)現(xiàn)增益控制。 (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)。,10/20,永磁式步進(jìn)電機(jī) ：轉(zhuǎn)子用永磁鐵，靠與定子產(chǎn)生電磁力特點(diǎn) ：控制功率小，效率高，造價(jià)低，但步距角大。 該電路的特點(diǎn)是工作時(shí) Vin端輸入方波步進(jìn)信號(hào)：當(dāng) Vin為 “0”電平，由與門 A2輸出 Vb為 “0”電平，功率管（達(dá)林頓管） VT截止，繞組 W上無電流通過，采樣電阻上 R3上無反饋電壓， A1放大器輸出高電平；而當(dāng) Vin為高電平時(shí)，由與門 A2輸出的 Vb也是高電平，功率管 VT導(dǎo)通，繞組 W上有電流，采樣電阻上 R3上出現(xiàn)反饋電壓 Vf，由分壓電阻 R R2得到設(shè)定電壓與反饋電壓相減，來決定 A1輸出電平的高低，來決定 Vin173。電機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上，每個(gè)當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度（包括減速）。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 )。同時(shí)，在 比較器 的輸入端還加入一個(gè)調(diào)零電壓 v0，當(dāng)控制電壓 vIN為零時(shí)，調(diào)節(jié) vo使比較器的輸出電壓為正、負(fù)脈沖寬度相等的方波信號(hào)，如圖 4—19(a)所示。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。交流電源 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。在低速范圍內(nèi)，應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的溫升情況，是否需加裝風(fēng)扇給電動(dòng)機(jī)散熱。體積小，重量輕，易于裝入機(jī)器內(nèi)部。20] 式中 d3～ d0為輸入代碼， d＝ “o”，則開關(guān)接地； d＝ “1” ，則開關(guān)接到輸出上。一般可分為專業(yè)機(jī)械手和通用機(jī)械手兩大類。但快速時(shí)平穩(wěn)性差，沖擊力大，因此要在氣路系統(tǒng)中設(shè)置緩沖裝置，特別是液壓緩沖裝置；此外，由于空氣壓縮性大，控制性能較差?？刂葡到y(tǒng) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置檢測(cè)裝置四、搬運(yùn)工件機(jī)械手 PLC控制 機(jī)械手的動(dòng)作要求如下： 對(duì)機(jī)械手的控制主要是位置識(shí)別、運(yùn)動(dòng)方向控制和物料是否存在的判別。 4．分配 PLCI／ 0點(diǎn)的編號(hào) 靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。 。 一月 173。2117:15:4217:15Jan173。 5:15:42 下午 5:15 下午 17:15:42一月 173。 17:15:4217:15:4217:151/22/2023 5:15:42 PM1越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。211世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份不足，可得無限完美。 22 一月 20235:15:42 下午 17:15:42一月 173。3．選擇 PLC 該機(jī)械手的控制為純開關(guān)量控制．所需的 I／ o點(diǎn)數(shù)不多，因此選擇一般的小型低檔機(jī)即可。大多數(shù)采用插銷板進(jìn)行點(diǎn)位程序控制，也有采用可編程序控制器控制、微型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，采用凸輪、磁盤磁帶、穿孔卡等記錄程序。 2）液壓式 利用液壓泵供給壓力油驅(qū)動(dòng)手爪以運(yùn)動(dòng)，其 優(yōu)點(diǎn) 是驅(qū)動(dòng)力大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)體積小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，調(diào)整簡單方便，是應(yīng)用最多的驅(qū)動(dòng)方式；其 缺點(diǎn) 是液壓系統(tǒng)較復(fù)雜，成本高。自動(dòng)線上的機(jī)械手能完成簡單的抓取、搬運(yùn)，實(shí)現(xiàn)上、下料動(dòng)作，尤其適合幾何形狀不規(guī)則、不對(duì)稱的雜件，通過選取合適的手爪，可選用較少的抓取和輸送基準(zhǔn)面而保持上、下料及輸送的穩(wěn)定性和可靠性。22+d1編程簡單，使用方便。恒壓供水系統(tǒng)的控制原理圖如圖 4173。 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目前在變頻器中多采用正弦波 PWM控制方式，即通過改變 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變長或變短，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)，以保持電弧長度恒定。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 2023HZ)的方波電壓，加在直流電動(dòng)機(jī)的電樞上，通過對(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。 直流伺服電動(dòng)機(jī)按激磁方式可分為 電磁式和永磁式 兩種。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。 特點(diǎn) ：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，運(yùn)行頻率高，步距角小。,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 (2)空氣粘性很小，在管路中的沿程壓力損失為液壓系統(tǒng)的干分之一，易于遠(yuǎn)距離控制。選擇不同的開關(guān)閉合，即可實(shí)現(xiàn)增益的變換。一、接觸式位置傳感器 這類傳感器用微動(dòng)開關(guān)之類的觸點(diǎn)器件便可構(gòu)成。光電編碼器在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人的位置控制、機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的控制以及角度的測(cè)量、通訊及自動(dòng)化控制等方面部發(fā)揮著重要的作用。解決辦法： 后接電路。當(dāng)線圈中有高頻交流電流通過時(shí)，便產(chǎn)生磁通 ?。 重復(fù)性 ：輸入量按同一方向多次測(cè)試時(shí)所得特性曲線的不重合程度動(dòng)態(tài)特性：傳遞函數(shù)、時(shí)間響應(yīng)函數(shù)、頻率響應(yīng)函數(shù)、脈沖響應(yīng)函數(shù)。雙螺母螺紋預(yù)緊 L 單螺母變導(dǎo)程自預(yù)緊 B 插管式 C外循環(huán) 螺旋槽式 L螺旋旋向?yàn)樽?、右旋，只?biāo)左旋代號(hào)為 LH，右旋不標(biāo)。 — — 6） 制造工藝復(fù)雜 。裝配時(shí)，將墊片厚度增加或減少 Δt，然后再用螺母擰緊。一、機(jī)電一體化對(duì)機(jī)械傳動(dòng)的要求 高精度快速響應(yīng)良好的穩(wěn)定性二、 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的特性轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小 摩擦小 阻尼合適 剛度大 抗振性能好 間隙小 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大會(huì)是機(jī)械負(fù)載增大、系統(tǒng)響應(yīng)性能變慢、靈敏度降低、固有頻率下降，容易諧振。 三、學(xué)科構(gòu)成四、機(jī) 電 一體化系 統(tǒng)設(shè)計(jì) 方法1. 取代法 取代法就是用 電 氣控制取代原系 統(tǒng) 中的機(jī)械控制機(jī)構(gòu)。4 自動(dòng)控制技術(shù) 第二節(jié) 機(jī)電一體化構(gòu)成要素及相關(guān)技術(shù)一、構(gòu)成要素二、相關(guān)技術(shù)1. 機(jī)械技術(shù)2. C650臥式車床外形圖1— 現(xiàn)代機(jī)械要求具有 更新穎的結(jié)構(gòu)、更小的體積、更輕的重量，還要求精度更高、剛度更大、動(dòng)態(tài)性能更好。機(jī)電一體化系統(tǒng)要求傳感檢測(cè)裝置能 快速、準(zhǔn)確、可靠 的獲取信息 機(jī)電一體化系統(tǒng)中的自動(dòng)控制技術(shù)主要包括 位置控制、速度控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制以及模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。 (3) 錐度齒輪調(diào)整法 在加工齒輪 1和 2時(shí)，將假想的分度圓柱面改變成帶有小錐度的圓錐面，使其齒厚在齒輪的軸向稍有變化（其外形類似于插齒刀）。因此，功率消耗只相當(dāng)于常規(guī)的絲杠螺母副的 1/4～ 1/3。旋轉(zhuǎn)圓螺母時(shí)，即可消除間隙，并產(chǎn)生預(yù)拉緊力，調(diào)整好后再用另一個(gè)圓螺母把它鎖緊 。按變換方式的不同分為 自感型（可變磁阻式與渦流式 )與互感型 (差動(dòng)變壓器） 。