【正文】 、動力、結(jié)構(gòu)、運動和感知組成要素為基礎(chǔ)，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質(zhì)運動，能量變換進(jìn)行研究， 使得整個系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運動，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術(shù)。為此，可從機(jī)械手的連續(xù)工作方式入手編寫程序。 I/O 端子排可很容易地整體拆卸。 6K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。 聯(lián)邦德國 KnKa 公司還生產(chǎn)一種點焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。運動機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。 1954 年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請了專利。同時接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制。 西門子是一家大型國際公司，其業(yè)務(wù)遍及全球 190 多個國家，在全世界擁有大約 600 家工廠、研發(fā)中心和銷售辦事處。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。 6 個獨立的 30kHz高速計數(shù)器， 2 路獨立的20kHz 高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。 連續(xù)工作方式 按下起動按鈕，機(jī)械手按下降→加緊→上升→右移→下降→放松→上升→左移的順序周而復(fù)始的連續(xù)工作；按下停止按鈕，機(jī)械手將自動結(jié)束本周期的工作，回到原位后停止。 單步操作的實現(xiàn)與單周期工作的實現(xiàn)是相似的。 接口耦合： 兩個需要進(jìn)行信息交換和傳遞的環(huán)節(jié)之間，由于信息模式不同（數(shù)字量與模擬量，串行碼與并行碼，連續(xù)脈沖與序列脈沖等 ）無法直接傳遞和交換，必須通過接口耦合來實現(xiàn)。光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。 —— 微型化。 （ 5） 北京 工業(yè)系 統(tǒng)共 有改 造價 值的各 種風(fēng) 機(jī)電 泵裝機(jī) 容量 50 萬千瓦，尚 49 萬多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造的任務(wù)，占總?cè)蝿?wù)量的 %左右。同時，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。 1995 年，空調(diào)器、洗衣機(jī)、電冰箱、吸塵器、電風(fēng)扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達(dá)到 1 20%、 5%、 15%、8%左右。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用 電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機(jī)為中心的計算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個方面： 1 智能化控制技術(shù) (IC) 由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦 點是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價廉，及時交貨。一般微機(jī)的 I/O 芯片都是 TT L 電平 ,而控制 設(shè)備 則不 一定 ,因 此必 須進(jìn) 行電 平轉(zhuǎn) 換 。繼 電器 或接觸 器的 吸合 與釋 放 。機(jī)電系統(tǒng)通過輸出接口向操作者顯示系統(tǒng)的各種狀態(tài)、運行參數(shù)及結(jié)果 等信 息 。 7 段 LE D 顯示器原理很簡單 ,是同名管腳上所加電平高低來控制發(fā)光二極管是否點亮而顯示不同字形的。 3 過程通道 抗干 擾措施 抑制 過程 通道上 的干 擾， 主要 措施有 光電隔離、雙絞線傳輸、阻抗匹配、電流傳輸以及合理布線等。而程序運行失常的軟件抗干擾措施一般 （ 1）設(shè)置 WAT CH DOG 功能，由硬件配合，監(jiān)視軟件的運行情況，遇到故障進(jìn)行相應(yīng)的處理?；跈C(jī)電 一體化系統(tǒng)接口技術(shù)的研究。 5 軟件抗干擾技術(shù) 各種形 式的 干擾 最終會 反映 在系 統(tǒng)的微 機(jī)模 塊中 ，導(dǎo) 致數(shù)據(jù) 采集誤差、控制狀態(tài)失靈、存儲數(shù)據(jù)竄改以及程序運行失常等后果，雖 然在 系統(tǒng)硬件上采取了上述多種抗干擾措施，但仍然不能保證微機(jī)系統(tǒng)正常工作。 2 抗供電干擾的措施 （ 1）配電系統(tǒng)的抗干擾 抑制供電干擾首先從配電系統(tǒng)上采取措施 ， 其次可采用分立式供電方案 ，就是將組成系統(tǒng)各模塊分別用獨立的變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路構(gòu)成的直流電源供電，這樣就減少了集中供電的危險性，而且也減少了公共阻抗以及公共電源的相互耦合，提高了供電的可靠性，也有利于電源散熱。后者電路簡單 ,便于設(shè)計。 DO通道接 口設(shè) 計主 要考慮 的是 內(nèi)部 與外部 公共 地隔 離和 驅(qū)動開 關(guān)執(zhí)行器的功率。模擬信號輸出接口一 般由控制接口、數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器、多路模擬開關(guān)和功率放大器幾部分構(gòu)成。 第四篇 機(jī)電一體化系統(tǒng)可分為機(jī)械和微電子系統(tǒng)兩大部分 ,各部分連接須具備一定條件 ,這個聯(lián)系條件通常稱為 接口?！伴_放”意味著對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息 交換規(guī)程的共識和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運而生。 3 模塊化 由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。 “電力電子”開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開發(fā)技術(shù)。這里面固然有上級領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題，有 企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。 （ 2）北京工業(yè)系統(tǒng)還有 2021 余臺機(jī)床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進(jìn)行改造；在已改造的近 6500 臺機(jī)床設(shè)備中，大約有 15%需進(jìn)一步改造。這有點類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時，生物就很有活力。帶來勃勃生機(jī)； 、“電力電子”等的 發(fā)展為“機(jī) 電一體化”提供了堅強(qiáng)基礎(chǔ)； 、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使“機(jī)電一體化”躍上新臺階。 動力驅(qū)動部分（動力組成要素） 依據(jù)系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力以使系統(tǒng)正常運行。編程過程中，需要注意特別處理的問題是 ① 、 ⑤ 和 ③ 、 ⑦ 步的動作問題，雖然 ① 、 ⑤ 步都是下降操作，但卻具有不同的意義， ① 步下降是空鉤下降，而 ⑤ 步下降則是夾著工件下降。 三、機(jī)械手設(shè)計要求及功能 機(jī)械手模擬控制窗口如圖所示。非常適合于小點數(shù)控制的微型控制器。 模擬電位器 CPU221/222 1 個 CPU224/224XP/226 2 個 （三）脈沖輸出 2 路高頻率脈沖輸出（最大 20KHz），用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)實現(xiàn)定位任務(wù) 。西門子 建立。自由度是機(jī) 械手設(shè)計的關(guān) 鍵參數(shù)。 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計 專 業(yè) 機(jī)電一體化 姓 名 蔣春迪 學(xué) 號 6094714175 指導(dǎo)教師 張鵬 起訖日期 — 2021 年 6 月 4 日 機(jī)械手控制 一、 機(jī)械手發(fā)展經(jīng)歷及主要構(gòu)成 機(jī)械手是能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、 搬運物件或操作工具的自動操作裝置。自由 度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。如今，它的國際總部位于德國慕尼黑。 電池模塊 用于長時間數(shù)據(jù)后備。 CPU224 本機(jī)集成 14 輸入 /10 輸出共 24 個數(shù)字量 I/O 點。圖中機(jī)械手可抓緊、放送工件，可上下、左右移動，模擬界面的右側(cè)為按控制要求設(shè)計的操作臺。 ③ 、 ⑦ 步的上升操作也是這樣。 測試傳感部分（感知組成要素） 對系統(tǒng)的運行所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行檢測，并變成可識別的信號，傳輸給信息處理單元，經(jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。 ”發(fā)展趨勢 。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。 （ 3）北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近 250 座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進(jìn)行改造；且 610 座已改造過的工業(yè)爐窯也很有進(jìn)一步應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)行二次改造的必要。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。“九五”期間第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟(jì)批量。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機(jī)一體控制單元等。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計算機(jī)互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線 使現(xiàn) 場儀 表與控 制室 的控 制設(shè)備 互聯(lián) ，實 現(xiàn)測 量與控 制一體化。各分系統(tǒng)又由各要素 (子系統(tǒng) )組成。 開關(guān)信號通道接口。開關(guān)量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅(qū)動器和輸出口地址譯碼電路等組成。 輸出接口。 另外，交流電的引入線應(yīng)采用粗導(dǎo)線，直流輸出線應(yīng)采用雙絞線，扭絞的螺距要小，并盡可能縮短配線長度． （ 2）利用電源監(jiān)視電路 在配電系統(tǒng)中實施抗干擾措施是必不可少的，但這些仍難抵御微秒級的干擾脈沖及瞬態(tài)掉電，特別是后者屬于惡性干擾，可能產(chǎn)生嚴(yán)重的事故。因為軟件抗干擾是屬于微機(jī)系統(tǒng)的自身防御行為，實施軟件抗干擾的必要條件是： （ 1）在干擾的作用下，微機(jī)硬件部分以及與其相連的各功能模塊不會受到任何損毀，或易損壞的單元設(shè)置有監(jiān)測狀態(tài)可查詢。江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報。 （ 3） R AM 區(qū)中的重要數(shù)據(jù) 在干擾侵入后可重新建立，并且系統(tǒng)重新運行時 不會 出現(xiàn) 不允許 的數(shù) 據(jù) 抑 制數(shù)據(jù) 采樣 的干 擾可 采用： 數(shù)字濾波，寬度判斷抗尖峰脈沖干擾等辦法，也可采用重復(fù)檢查法，偏差判斷法 來檢