自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)行與維護(hù)完整版課件(全)

1、自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)行與維護(hù)全國(guó)高職高專院校“十二五”規(guī)劃教材項(xiàng)目1 自動(dòng)化生產(chǎn)線認(rèn)知知識(shí)與能力目標(biāo)了解自動(dòng)化生產(chǎn)線作用和產(chǎn)生背景1理解自動(dòng)化生產(chǎn)線的運(yùn)行特性與技術(shù)特點(diǎn)2了解自動(dòng)化生產(chǎn)線在實(shí)際工程中的應(yīng)用3了解典型自動(dòng)化生產(chǎn)線各組成單元及其基本功能4認(rèn)識(shí)典型自動(dòng)化生產(chǎn)線的系統(tǒng)運(yùn)行方式5任務(wù)1.1 了解自動(dòng)化生產(chǎn)線及應(yīng)用1.了解自動(dòng)化生產(chǎn)線 自動(dòng)化生產(chǎn)線是現(xiàn)代工業(yè)的生命線。機(jī)械制造、電子信息、石油化工、輕工紡織、食品、制藥、汽車制造以及軍工生產(chǎn)等現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展都離不開自動(dòng)化生產(chǎn)線的主導(dǎo)和支撐作用。任務(wù)1.1 了解自動(dòng)化生產(chǎn)線及應(yīng)用1.了解自動(dòng)化生產(chǎn)線 自動(dòng)化生產(chǎn)線是在流水線和自動(dòng)化專機(jī)的功能基礎(chǔ)上逐漸

2、發(fā)展形成的、自動(dòng)工作的機(jī)電一體化的裝置系統(tǒng)。它通過自動(dòng)化輸送系統(tǒng)及其他輔助裝置，按照特定的生產(chǎn)流程，將各種自動(dòng)化專機(jī)連接成一體，并通過氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)機(jī)、傳感器和電氣控制系統(tǒng)使各部分聯(lián)合動(dòng)作，使整個(gè)系統(tǒng)按照規(guī)定的程序自動(dòng)地工作，連續(xù)、穩(wěn)定地生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的特定產(chǎn)品。稱這種自動(dòng)工作的機(jī)電一體化系統(tǒng)為自動(dòng)化生產(chǎn)線。任務(wù)1.1 了解自動(dòng)化生產(chǎn)線及應(yīng)用1.了解自動(dòng)化生產(chǎn)線圖1- 1 自動(dòng)化生產(chǎn)線的運(yùn)行特性任務(wù)1.1 了解自動(dòng)化生產(chǎn)線及應(yīng)用1.了解自動(dòng)化生產(chǎn)線自動(dòng)化生產(chǎn)線技術(shù)特點(diǎn)發(fā)展方向運(yùn)用領(lǐng)域任務(wù)1.1 了解自動(dòng)化生產(chǎn)線及應(yīng)用1.了解自動(dòng)化生產(chǎn)線發(fā)展方向應(yīng)用領(lǐng)域提高生產(chǎn)率增大多用性增大靈活性數(shù)控車

3、床工業(yè)機(jī)器人電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線發(fā)展方向及應(yīng)用領(lǐng)域任務(wù)1.1 了解自動(dòng)化生產(chǎn)線及應(yīng)用2.初知自動(dòng)化生產(chǎn)線應(yīng)用 擁有全球最先進(jìn)、世界頂級(jí)的沖壓、焊裝、樹脂、涂裝及總裝等整車制造總成的自動(dòng)化生產(chǎn)線系統(tǒng)，其功能： （1）可實(shí)現(xiàn)汽車制造中高效率、高精度、低能耗沖壓加工；（2）借助生產(chǎn)線上配備的267個(gè)自動(dòng)化機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)車身更精密、柔性化的焊接。某汽車公司的自動(dòng)化汽車生產(chǎn)線 任務(wù)1.1 了解自動(dòng)化生產(chǎn)線及應(yīng)用2.初知自動(dòng)化生產(chǎn)線應(yīng)用 包括絲印、貼裝、固化、回流焊接、清洗、檢測(cè)等工序單元，其功能：（1）生產(chǎn)線上每個(gè)工作單元都有相應(yīng)獨(dú)立的控制與執(zhí)行等功能；（2）通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將生產(chǎn)線構(gòu)成一個(gè)完整的工業(yè)網(wǎng)

4、絡(luò)系統(tǒng)，確保整條生產(chǎn)線高效有序運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的自動(dòng)化生產(chǎn)控制與管理 。某電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)化焊接生產(chǎn)線任務(wù)1.1 了解自動(dòng)化生產(chǎn)線及應(yīng)用2.初知自動(dòng)化生產(chǎn)線應(yīng)用 該生產(chǎn)線引入了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，由其連接制絲生產(chǎn)、卷煙生產(chǎn)，包裝成品等一體化的全過程自動(dòng)化系統(tǒng)。 通過采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)，集成工廠自動(dòng)化設(shè)備，對(duì)卷煙生產(chǎn)全過程實(shí)施控制、調(diào)度、監(jiān)控。 同時(shí)該生產(chǎn)線充分應(yīng)用工控機(jī)、變頻器、人機(jī)界面、PLC、智能機(jī)器人等自動(dòng)化產(chǎn)品。 某煙草公司的自動(dòng)化生產(chǎn)線任務(wù)1.1 了解自動(dòng)化生產(chǎn)線及應(yīng)用2.初知自動(dòng)化生產(chǎn)線應(yīng)用 主要完成自動(dòng)上料、灌裝、封口、檢測(cè)、打標(biāo)、包裝、碼垛等多個(gè)生

5、產(chǎn)過程，其作用：（1）極大地提高了生產(chǎn)的效率（2）降低企業(yè)成本（3）保證產(chǎn)品的質(zhì)量（4）實(shí)現(xiàn)集約化大規(guī)模生 產(chǎn)的要求，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力某飲料廠的自動(dòng)灌裝線任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線典型的模塊化自動(dòng)化生產(chǎn)線組成結(jié)構(gòu)圖 任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線采用開放式模塊結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)固定）。每一工作單元運(yùn)行執(zhí)行功能、各個(gè)工作單元之間的運(yùn)行配合關(guān)系、以及整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的運(yùn)行流程和運(yùn)行模式，都可以模擬實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行靈活地配置。每個(gè)工作單元都具有自動(dòng)化專機(jī)的基本功能，學(xué)習(xí)掌握每一工作單元的基本功能，將為進(jìn)一步學(xué)習(xí)整條自動(dòng)化生產(chǎn)線的聯(lián)網(wǎng)通信控制技術(shù)和整機(jī)配合運(yùn)作技術(shù)等打下良好的基礎(chǔ) 。典型自動(dòng)

6、化生產(chǎn)線的主要特性任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線上料單元下料單元加蓋單元圖像識(shí)別單元模擬單元立體倉(cāng)庫(kù)單元1.認(rèn)知典型自動(dòng)化生產(chǎn)線各工作單元伸縮換向單元液壓?jiǎn)卧謷卧獧z測(cè)單元穿銷單元組成部分及功能組成部分：揚(yáng)臂同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、水平移動(dòng)支架及其齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、托盤直線傳送單元、托盤轉(zhuǎn)向從動(dòng)單元、軌道等。 基本功能：根據(jù)工件的位置情況，從料槽中抓取裝配主體送入數(shù)控銑床單元或?qū)姶矄卧庸ず蟮漠a(chǎn)品轉(zhuǎn)送下料單元。 任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線（1）上料單元組成部分及功能組成部分：間歇輪、同步齒型帶、同步輪、傳送電機(jī)、直線單元、工作指示燈等?；竟δ埽簩⑶罢舅腿胂铝蠁卧?/p>

7、下料倉(cāng)的工件主體，通過直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)間歇機(jī)構(gòu)帶動(dòng)同步齒型帶使之下落，工件主體下落至托盤后經(jīng)傳送帶向下站運(yùn)行。任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線（2）下料單元任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線（3）加蓋單元組成部分及功能組成部分：蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)、傳送電機(jī)、料槽、擺臂、直線單元、工作指示燈等。 基本功能：通過直流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)蝸輪蝸桿，經(jīng)減速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)擺臂將上蓋裝配至工件主體，完成裝配后工件隨托盤向下站傳送。 任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線（4）穿銷單元組成部分及功能組成部分：銷釘料槽、旋轉(zhuǎn)筒、往復(fù)推筒、直線單元、工作指示燈等。 基本功能：通過旋轉(zhuǎn)推筒推送銷釘?shù)姆椒?，完成工件主體與上蓋的實(shí)體連接

8、裝配，完成裝配后的工件隨托盤向下站傳送。 任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線（5）模擬單元組成部分及功能組成部分：加熱裝置、烘干裝置、溫度顯示、直線單元、工作指示燈等。 基本功能：本站增加了模擬量控制的PLC 特殊功能模塊，以實(shí)現(xiàn)對(duì)完成裝配的工件進(jìn)行模擬噴漆和烘干，完成噴漆烘干后的工件隨托盤向下站傳送。 任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線（6）圖像識(shí)別單元組成部分及功能組成部分：彩色高速相機(jī)、操作鍵盤、彩色監(jiān)視器電纜、16mm鎖定鏡頭、液晶顯示器、直線單元、工作指示燈等。 基本功能：將前站傳送來的工件通過圖形攝取裝置采集工件的當(dāng)前畫面與原設(shè)置結(jié)果進(jìn)行比較，并將其判定結(jié)果輸出。經(jīng)檢驗(yàn)處理后工件隨

9、托盤向下站傳送。 組成部分及功能組成部分：托盤轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、托盤轉(zhuǎn)向扇齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)換向齒輪減速機(jī)構(gòu)、氣缸提升機(jī)構(gòu)、托盤直線傳送單元、托盤直線傳送單元、托盤轉(zhuǎn)向氣缸、氣動(dòng)電磁閥組、限位開關(guān)、工作指示燈等。 基本功能：將前站傳送過來的托盤及組裝好的工件經(jīng)換向、提升、旋轉(zhuǎn)、下落后伸送至傳送帶向下站傳送。 任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線（7）伸縮換向單元任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線（8）檢測(cè)單元組成部分及功能組成部分：多種傳感與檢測(cè)裝置、直線單元、工作指示燈等。 基本功能：運(yùn)用各類檢測(cè)傳感裝置對(duì)裝配好的工件成品進(jìn)行全面檢測(cè)（包括上蓋、銷釘?shù)难b配情況，銷釘材質(zhì)、標(biāo)簽有無等），并

10、將檢測(cè)結(jié)果送至PLC 進(jìn)行處理，以此作為后續(xù)站控制方式選擇的依據(jù)（如分揀站依標(biāo)簽有無判別正、次品；倉(cāng)庫(kù)站依銷釘材質(zhì)確定庫(kù)位）。 組成部分及功能組成部分：缸驅(qū)動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)、大油缸、小油缸、鏈條傳送機(jī)構(gòu)?；竟δ埽和ㄟ^液壓換向回路實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的蓋章操作，完成對(duì)托盤進(jìn)件、出件后再經(jīng)90旋轉(zhuǎn)換向送至下一單元。任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線（9）液壓?jiǎn)卧M成部分及功能組成部分：分揀單元主體框架、垂直移動(dòng)氣缸、直線單元、水平移動(dòng)氣缸、擺動(dòng)氣缸、氣動(dòng)電磁閥組、工作指示燈等。 基本功能：根據(jù)檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果（標(biāo)簽有無），采用氣動(dòng)機(jī)械手對(duì)工件進(jìn)行分類，合格產(chǎn)品隨托盤進(jìn)入下一站入庫(kù)；不合格產(chǎn)品進(jìn)入廢品線，空托

11、盤向下站傳送。 任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線（10）分揀單元組成部分及功能組成部分：倉(cāng)庫(kù)（左、右各一）、升降步進(jìn)電機(jī) 、水平移動(dòng)導(dǎo)軌、水平移動(dòng)伺服電機(jī) 、垛機(jī)傳送裝置、凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、垛機(jī)換向機(jī)構(gòu)、垛機(jī)傳動(dòng)直流電機(jī)、垛機(jī)換向氣缸、電磁閥、傳感器、限位開關(guān)、光柵、光柵顯示器 、工作指示燈等。基本功能：本站由升降梯與立體倉(cāng)庫(kù)兩部分組成，可進(jìn)行兩個(gè)不同生產(chǎn)線的入庫(kù)和出庫(kù)。在本裝配生產(chǎn)線中可根據(jù)檢測(cè)單元對(duì)銷釘材質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果將工件進(jìn)行分類入庫(kù)（金屬銷釘和尼龍銷釘分別入不同的倉(cāng)庫(kù)）。若傳送至升降梯立體倉(cāng)庫(kù)單元的為分揀后的空托盤，則將其放行。任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線（11）升降梯立體單元1自動(dòng)

12、化生產(chǎn)線采用了PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，通過1 個(gè)主站（S7300系列PLC）和11 個(gè)從站（S7200系列PLC）組成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主從站之間的通信聯(lián)系。2每個(gè)工作單元電氣控制板上都配備有一臺(tái)西門子S7系列PLC，分別控制每一工作單元的執(zhí)行功能。 3各單元之間可采用網(wǎng)絡(luò)通信方式進(jìn)行通信。生產(chǎn)線中各單元可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)運(yùn)行，同時(shí)也可以通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)構(gòu)成一個(gè)分布式的整機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行。 4工作方式任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線2.了解典型自動(dòng)化生產(chǎn)線工作運(yùn)行方式任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線獨(dú)立設(shè)備運(yùn)行的主令信號(hào)以及運(yùn)行過程中的狀態(tài)顯示信號(hào)，來源于該工作單元操作面板，各模塊在自身PLC

13、控制下自動(dòng)完成本站的執(zhí)行功能。 當(dāng)工作單元自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí) 工作單元之間的各種信息通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信與交換，各運(yùn)行設(shè)備之間能自動(dòng)協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)線整機(jī)穩(wěn)定有序地運(yùn)行。 當(dāng)生產(chǎn)線采用網(wǎng)絡(luò)通信方式互聯(lián)成一個(gè)整機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí) 生產(chǎn)線中主令信號(hào)通過觸摸屏或組態(tài)軟件系統(tǒng)給出。同時(shí)，人機(jī)界面上也實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行的各種狀態(tài)信息。 當(dāng)自動(dòng)化生產(chǎn)線采用了觸摸屏或組態(tài)軟件等人機(jī)界面運(yùn)行時(shí) 運(yùn)行方式2.了解典型自動(dòng)化生產(chǎn)線工作運(yùn)行方式任務(wù)1.2 認(rèn)識(shí)典型的自動(dòng)化生產(chǎn)線圖1- 19 單站控制的完成步驟2.了解典型自動(dòng)化生產(chǎn)線工作運(yùn)行方式自動(dòng)化生產(chǎn)線核心技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目2任務(wù)2.1 機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用知識(shí)與

14、能力目標(biāo)熟悉帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用1熟悉滾珠絲杠機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用2熟悉直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用34熟悉齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用5熟悉間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用任務(wù)2.1 機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用 2.1.1滾珠絲杠機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用 2.1.2 直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用 2.1.3間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用 2.1.4齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用 2.1.52.1.1 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用1.帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知 圖2-1 帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖 自動(dòng)化生產(chǎn)線機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中常利用帶傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)機(jī)械部件之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要依靠帶與帶輪之間的摩擦或嚙合來進(jìn)行工作，可分為摩擦型帶傳動(dòng)和嚙合型帶傳動(dòng)，其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示

15、。2.1.1 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩大傳動(dòng)類型的共同特點(diǎn)和不同之處如表2-1所示。由于嚙合型帶傳動(dòng)在傳動(dòng)過程中傳遞功率大，傳動(dòng)精度較高，所以在自動(dòng)化生產(chǎn)線中使用較為廣泛。 表2-1 帶傳動(dòng)的類型與異同點(diǎn)類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用摩擦型1、帶富有彈性，能緩沖吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)，無噪聲；2、過載時(shí)，傳動(dòng)帶會(huì)在帶輪上打滑，可防止其它零件損壞；3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，無需潤(rùn)滑，且制造和安裝精度要求不高；4、單級(jí)可實(shí)現(xiàn)較大中心距的傳動(dòng)。傳動(dòng)比不準(zhǔn)確；傳動(dòng)效率較低，帶的壽命較短；外廓尺寸、帶作用于軸的力等均較大；不宜用在高溫、易燃及有油、水的場(chǎng)合。摩擦型帶傳動(dòng)一般適用于中小功率、無需保證準(zhǔn)確傳動(dòng)比和傳動(dòng)平

16、穩(wěn)的遠(yuǎn)距離場(chǎng)合。嚙合型1、工作時(shí)帶與帶輪之間不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，能夠獲得準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，兼有帶傳動(dòng)和齒輪嚙合傳動(dòng)的特性和優(yōu)點(diǎn)；2、不是靠摩擦力傳遞動(dòng)力，帶的預(yù)緊力可以很小，作用于帶輪軸和其軸承上的力也很小。制造和安裝精度要求較高，中心距要求較嚴(yán)格。嚙合型帶傳動(dòng)具有傳遞功率大，傳動(dòng)比準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，多用于要求傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)精度較高的場(chǎng)合2.1.1 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用應(yīng)用：帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特別是嚙合型同步帶傳動(dòng)目前被大量應(yīng)用在各種自動(dòng)化裝配專機(jī)、自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線、機(jī)械手及工業(yè)機(jī)器人等自動(dòng)化生產(chǎn)機(jī)械中，同時(shí)還廣泛應(yīng)用在包裝機(jī)械、儀器儀表、辦公設(shè)備及汽車等行業(yè)。功能：同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要用于傳遞電機(jī)轉(zhuǎn)矩或提供牽引力

17、使其他機(jī)構(gòu)在一定程度范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)（直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)）等功能。 2.了解帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用帶傳動(dòng)2.1.1 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用 圖2- 3所示為多楔帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用。圖2- 4所示為同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在梳棉機(jī)上的應(yīng)用。圖2- 4 同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在梳棉機(jī)上的應(yīng)用圖2- 3 多楔帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用 2.1.2 滾珠絲杠機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用1.滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)圖2-5 滾珠絲杠內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 2.1.2 滾珠絲杠機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用1.滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)圖2- 6 滾珠絲杠和艾克姆螺桿的比較2.1.2 滾珠絲杠機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用 絲杠屬于直線度非常高的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，在滾珠循環(huán)滾動(dòng)方式下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)螺

18、母及其連接在一起的負(fù)載滑塊（例如工作臺(tái)、移動(dòng)滑塊）在導(dǎo)向部件作用下作直線運(yùn)動(dòng)。如圖2-8所示為工業(yè)上幾種典型的的滾珠絲杠機(jī)構(gòu)外形。圖2- 8 工業(yè)應(yīng)用中幾種典型滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的外形圖2.1.2 滾珠絲杠機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 滾珠絲杠機(jī)構(gòu)雖然價(jià)格較貴，但是由于具有如圖2-6所示一系列的突出優(yōu)點(diǎn)，能夠在自動(dòng)化機(jī)械的各種場(chǎng)合實(shí)現(xiàn)所需要的精密傳動(dòng)，因而仍然在工程上得到了極廣泛的應(yīng)用。2.1.2 滾珠絲杠機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用2.了解滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的應(yīng)用工業(yè)裝配機(jī)器人 數(shù)控機(jī)床 滾珠絲杠機(jī)構(gòu)半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備 食品加工和包裝 醫(yī)療設(shè)備等各種領(lǐng)域 自動(dòng)化加工中心 電子精密機(jī)械進(jìn)給機(jī)構(gòu) 伺服機(jī)械手 應(yīng)用應(yīng)用2.

19、1.2 滾珠絲杠機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用 圖2- 9所示為滾珠絲杠機(jī)構(gòu)在復(fù)合車床中應(yīng)用的實(shí)物圖。圖2- 10所示為滾珠絲杠機(jī)構(gòu)應(yīng)用于金屬雕刻機(jī)的實(shí)物圖。圖2- 9 滾珠絲杠機(jī)構(gòu)在復(fù)合車床中的應(yīng)用圖2- 10 滾珠絲杠機(jī)構(gòu)在金屬雕刻機(jī)中的應(yīng)用2.1.3 直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用滑塊的組成滾珠端蓋板密封墊片保持板1.直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)認(rèn)知 直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)通常也稱為直線導(dǎo)軌、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌、線性滑軌等，它實(shí)際就是由能相對(duì)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌（或軌道）與滑塊兩大部分組成 2.1.3 直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用圖2- 11 直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖2- 12 幾種典型直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的外形圖直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用2.1.3 直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)認(rèn)

20、知及應(yīng)用類 型直線導(dǎo)軌工 作 特 點(diǎn)應(yīng) 用 領(lǐng) 域運(yùn)動(dòng)阻力非常小，運(yùn)動(dòng)精度高，定位精度高，多個(gè)方向同時(shí)具有高剛度，容許負(fù)荷大，能長(zhǎng)期維持高精度，可高速運(yùn)動(dòng)，維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單，能耗低，價(jià)格低廉 廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化生產(chǎn)線、機(jī)械手、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器等需要高的直線導(dǎo)向精度的各種裝備制造行業(yè)2.1.3 直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用2.了解直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的應(yīng)用圖2- 14 直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)在直線定位平臺(tái)的應(yīng)用圖2- 13 直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)在精密裁板鋸的應(yīng)用2.1.4 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用1.間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的認(rèn)知 在自動(dòng)化生產(chǎn)線中，根據(jù)工藝的要求，經(jīng)常需要沿輸送方向以固定的時(shí)間間隔、固定的移動(dòng)距離將各工件從當(dāng)前的位置準(zhǔn)確

21、地移動(dòng)到相鄰的下一個(gè)位置，實(shí)現(xiàn)這種輸送功能的機(jī)構(gòu)稱為間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，工程上有時(shí)也稱為步進(jìn)輸送機(jī)構(gòu)或步進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。例如牛頭刨床工作臺(tái)的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，電影放映機(jī)的送片運(yùn)動(dòng)等都用有間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。工程上常見的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有：棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)和凸輪式間歇機(jī)構(gòu)。 2.1.4 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用a） b） c） d）圖2- 15 常用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖2.1.4 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用圖2- 16 單向間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖2- 17 往復(fù)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)2.1.4 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，運(yùn)動(dòng)可靠；轉(zhuǎn)角在很大范圍內(nèi)可調(diào)；常用作防止機(jī)構(gòu)逆轉(zhuǎn)的停止器。工作時(shí)

22、有較大的沖擊和噪音；運(yùn)動(dòng)精度不高。常用于低速場(chǎng)合。棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。對(duì)一個(gè)已定的槽輪機(jī)構(gòu)來說，其轉(zhuǎn)角不能調(diào)節(jié)；在轉(zhuǎn)動(dòng)始、末，加速度變化較大，有沖擊。應(yīng)用在轉(zhuǎn)速不高，要求間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置中。不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例不受機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制。從動(dòng)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)開始及終止時(shí)速度有突變，沖擊較大。一般僅用于低速、輕載場(chǎng)合。凸輪式間歇機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、傳動(dòng)平穩(wěn)、無噪音。凸輪加工比較復(fù)雜，裝配與調(diào)整要求也較高。適用于高速、中載和高精度分度的場(chǎng)合。表2- 2 常用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的比較2.1.4 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用2.了解間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 間

23、歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊和工作效率高兩大優(yōu)點(diǎn) 采用間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能有效簡(jiǎn)化自動(dòng)化生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)，方便地實(shí)現(xiàn)工序集成化，形成高效率的自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，提高了自動(dòng)化專機(jī)或生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率 在自動(dòng)化機(jī)械裝備，特別是電子產(chǎn)品生產(chǎn)、輕工機(jī)械等領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用 2.1.4 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用圖2- 18 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在電影放映機(jī)上的應(yīng)用圖2- 19 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在間歇分割機(jī)上的應(yīng)用2.1.5 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用1.齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的認(rèn)知 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是應(yīng)用最廣的一種機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。按照一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí)兩輪軸線的相互位置可分為平面齒輪傳動(dòng)和空間齒輪傳動(dòng)。

24、2.1.5 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用（1）平面齒輪傳動(dòng) a） b） c）圖2- 20 平面齒輪傳動(dòng)按輪齒方向不同分類a）直齒圓柱齒輪傳動(dòng) b）斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) c）人字齒圓柱齒輪傳動(dòng)2.1.5 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用（2）空間齒輪傳動(dòng)a） b） c）圖2- 22 空間齒輪傳動(dòng)不同分類a）交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng) b）錐齒輪傳動(dòng) c）蝸輪蝸桿傳動(dòng)2.1.5 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用類型優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)齒輪傳動(dòng)1、傳遞的功率大；2、速度范圍廣；3、效率高；4、工作可靠，壽命長(zhǎng)；5、結(jié)構(gòu)緊湊；6、能保證恒定傳動(dòng)比。1、制造及安裝精度要求高，成本高；2、不適于兩軸中心距過大的傳動(dòng)；3、不宜用于振動(dòng)沖擊較大的場(chǎng)合。表2

25、- 3 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)2.1.5 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)認(rèn)知及應(yīng)用2.了解齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用圖2- 23 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在減速機(jī)中的應(yīng)用圖2- 24 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在汽車變速箱中的應(yīng)用任務(wù)2.2 氣動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用知識(shí)與能力目標(biāo)熟悉氣動(dòng)控制系統(tǒng)基本組成1認(rèn)識(shí)常用的氣動(dòng)執(zhí)行元件及其應(yīng)用2認(rèn)識(shí)常用的氣動(dòng)控制元件及其應(yīng)用32.2.1 氣動(dòng)控制系統(tǒng)認(rèn)知2.2.2 氣動(dòng)執(zhí)行元件認(rèn)知及應(yīng)用 2.2.3 氣動(dòng)控制元件認(rèn)知及應(yīng)用 任務(wù)2.2 氣動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用2.2.1 氣動(dòng)控制系統(tǒng)認(rèn)知?dú)鈩?dòng)控制系統(tǒng)是以壓縮空氣為工作介質(zhì)，在控制元件的控制和輔助元件的配合下，通過執(zhí)行元件把空氣的壓縮能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而完成氣缸直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

26、并對(duì)外做功。靜音氣泵氣動(dòng)二聯(lián)件氣缸電磁閥檢測(cè)元件控制器簡(jiǎn)單的氣動(dòng)控制系統(tǒng) 2.2.1 氣動(dòng)控制系統(tǒng)認(rèn)知圖2- 26 氣動(dòng)控制系統(tǒng)基本組成功能圖2.2.1 氣動(dòng)控制系統(tǒng)認(rèn)知?dú)獗?用來產(chǎn)生具有足夠壓力和流量的壓縮空氣并將其凈化、處及存儲(chǔ)的一套裝置 氣泵的輸出壓力可通過其上的過濾減壓閥進(jìn)行調(diào)節(jié)圖2- 27 靜音氣泵在氣動(dòng)控制系統(tǒng)中，氣動(dòng)執(zhí)行元件是一種將壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)直線、擺動(dòng)或者回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置。 氣動(dòng)執(zhí)行元件 氣動(dòng)系統(tǒng)中常用的執(zhí)行元件 氣缸 氣馬達(dá) 缸用于實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)氣馬達(dá)則是實(shí)現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作 2.2.2 氣動(dòng)執(zhí)行元件認(rèn)知及應(yīng)用 2.2.2 氣動(dòng)執(zhí)行元件認(rèn)知及應(yīng)用 a

27、） b）圖2- 28 幾種常見的氣動(dòng)執(zhí)行元件實(shí)物圖a）氣缸 b）氣馬達(dá)2.2.2 氣動(dòng)執(zhí)行元件認(rèn)知及應(yīng)用 類型應(yīng)用特點(diǎn)單作用氣缸單作用氣缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗氣量少，缸體內(nèi)安裝了彈簧，縮短了氣缸的有效行程，活塞桿的輸出力隨運(yùn)動(dòng)行程的增大而減小，彈簧具有吸收動(dòng)能的能力，可減小行程終端的撞擊作用；一般用于行程短，對(duì)輸出力和運(yùn)動(dòng)速度要求不高的場(chǎng)合。 雙作用氣缸通過雙腔的交替進(jìn)氣和排氣驅(qū)動(dòng)活塞桿伸出與縮回，氣缸實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，活塞前進(jìn)或后退都能輸出力（推力或拉力）；活塞行程可以根據(jù)需要選定，雙向作用的力和速度可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。擺動(dòng)氣缸利用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)輸出軸在一定角度范圍內(nèi)作往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其擺動(dòng)角度可在一定范圍

28、內(nèi)調(diào)節(jié)，常用的固定角度有90、180、270；用于物體的轉(zhuǎn)位、翻轉(zhuǎn)、分類、夾緊、閥門的開閉以及機(jī)器人的手臂動(dòng)作等。 無桿氣缸節(jié)省空間，行程缸徑比可達(dá)50至200，定位精度高，活塞兩側(cè)受壓面積相等，具有同樣的推力，有利于提高定位精度，長(zhǎng)行程制作可能。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小，適合小缸徑、長(zhǎng)行程的場(chǎng)合，但限位器使負(fù)載停止時(shí)，活塞與移動(dòng)體有脫開的可能。 氣動(dòng)手爪氣動(dòng)手爪的開閉一般是通過由氣缸活塞產(chǎn)生的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與手爪相連的曲柄連桿、滾輪或齒輪等機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)各個(gè)手爪同步做開、閉運(yùn)動(dòng)；主要是針對(duì)機(jī)械手的用途而設(shè)計(jì)的，用來抓取工件，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的各種動(dòng)作。 表2- 4 工程實(shí)際應(yīng)用中常用氣動(dòng)執(zhí)行元件的應(yīng)用特

29、點(diǎn)控制元件 壓力控制閥 方向控制閥流量控制閥 在氣動(dòng)控制系統(tǒng)中，控制元件是控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量和流動(dòng)方向，以保證執(zhí)行元件具有一定的輸出力和速度并按設(shè)計(jì)的程序正常工作 2.2.3 氣動(dòng)控制元件認(rèn)知及應(yīng)用壓力控制閥 減壓閥 安全閥順序閥 用來控制氣動(dòng)控制系統(tǒng)中壓縮空氣的壓力，以滿足各種壓力需求或節(jié)能，將壓力減到每臺(tái)裝置所需的壓力，并使壓力穩(wěn)定保持在所需的壓力值上。 2.2.3 氣動(dòng)控制元件認(rèn)知及應(yīng)用2.2.3 氣動(dòng)控制元件認(rèn)知及應(yīng)用a） b） c）圖2- 29 常用氣動(dòng)壓力控制閥的實(shí)物圖a）安全閥 b）順序閥 c）減壓閥2.2.3 氣動(dòng)控制元件認(rèn)知及應(yīng)用類型作用及應(yīng)用特點(diǎn)安全閥也稱為溢流

30、閥，在系統(tǒng)中起到安全保護(hù)作用。當(dāng)系統(tǒng)的壓力超過規(guī)定值時(shí)，安全閥打開，將系統(tǒng)中一部分氣體排入大氣，使得系統(tǒng)壓力不超過允許值，從而保證系統(tǒng)不因壓力過高而發(fā)生事故。順序閥依靠氣路中壓力的作用來控制執(zhí)行元件按順序動(dòng)作的一種壓力控制閥，順序閥一般與單向閥配合在一起，構(gòu)成單向順序閥。減壓閥對(duì)來自供氣氣源的壓力，進(jìn)行二次壓力調(diào)節(jié)，使氣源壓力減小到各氣動(dòng)裝置需要的壓力，并保證壓力值保持穩(wěn)定。表2- 5 主要?dú)鈩?dòng)壓力控制閥的類型、作用及應(yīng)用特點(diǎn)2.2.3 氣動(dòng)控制元件認(rèn)知及應(yīng)用a） b） c）圖2- 30 常用氣動(dòng)流量控制閥的實(shí)物圖a）調(diào)速閥 b）單向節(jié)流閥 c）帶消聲器的排氣節(jié)流閥2.2.3 氣動(dòng)控制元件認(rèn)知

31、及應(yīng)用類型應(yīng)用特點(diǎn)調(diào)速閥 大流量直通型速度控制閥的單向閥為一座閥式閥芯，當(dāng)手輪開啟圈數(shù)少時(shí)，進(jìn)行小流量調(diào)節(jié)。當(dāng)手輪開啟圈數(shù)多時(shí)，節(jié)流閥桿將單向閥頂開至一定開度，可實(shí)現(xiàn)大流量調(diào)節(jié)。直通式接管方便，占用空間小。單向節(jié)流閥 單向閥的功能是靠單向型密封圈來實(shí)現(xiàn)的。單向節(jié)流閥是由單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成的流量控制閥，常用于控制氣缸的運(yùn)動(dòng)速度，故常稱為速度控制閥。帶消聲器的排氣節(jié)流閥 帶消聲器的排氣節(jié)流閥通常裝在換向閥的排氣口上，控制排入大氣的流量，以改變氣缸的運(yùn)動(dòng)速度。排氣節(jié)流閥常帶有消聲器，可降低排氣噪聲20dB以上。一般用于換向閥與氣缸之間不能安裝速度控制閥的場(chǎng)合及帶閥氣缸上。表2- 6 主要?dú)鈩?dòng)流量

32、控制閥的類型及應(yīng)用特點(diǎn)方向控制閥 方向控制閥是氣動(dòng)系統(tǒng)中通過改變壓縮空氣的流動(dòng)方向和氣流通斷，來控制執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止及運(yùn)動(dòng)方向的氣動(dòng)元件。 電磁控制換向閥 簡(jiǎn)稱電磁閥 電磁閥是氣動(dòng)控制中最主要的元件，它是利用電磁線圈通電時(shí)，靜鐵心對(duì)動(dòng)鐵心產(chǎn)生電磁吸引力使閥切換以改變氣流方向的閥，根據(jù)閥心復(fù)位控制方式，又可以分為單電控和雙電控兩種常用2.2.3 氣動(dòng)控制元件認(rèn)知及應(yīng)用2.2.3 氣動(dòng)控制元件認(rèn)知及應(yīng)用a） b）圖2- 31 電磁控制換向閥實(shí)物圖a）單電控 b）雙電控電磁控制換向閥易于實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)合控制，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，在氣動(dòng)控制廣泛使用。 電磁控制換向閥 注意的是，兩側(cè)的電磁鐵不能同時(shí)得電，否

33、則將會(huì)使電磁閥線圈燒壞。 為此，在電氣控制回路上，通常設(shè)有防止同時(shí)得電的聯(lián)鎖回路。 2.2.3 氣動(dòng)控制元件認(rèn)知及應(yīng)用二位二通閥有2個(gè)通口的二位閥有3個(gè)通口的二位閥二位三通閥二位五通閥用于推動(dòng)雙作用氣缸的回路中2.2.3 氣動(dòng)控制元件認(rèn)知及應(yīng)用切換通道數(shù)目 電磁閥按閥切換通道數(shù)目的不同又可以分為 二通閥 三通閥 四通閥 五通閥 按閥心同時(shí)，按閥心的切換工作位置數(shù)目的不同又可以分為二位閥三位閥 電磁閥島 通常將多個(gè)電磁閥及相應(yīng)的氣控和電控信號(hào)接口、消聲器和匯流板等集中在一起組成控制閥的集合體使用，此集合體稱為閥島。 在工程實(shí)際應(yīng)用中，為了簡(jiǎn)化控制閥的控制線路和氣路的連接，優(yōu)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.2.

34、3 氣動(dòng)控制元件認(rèn)知及應(yīng)用圖2- 32 氣動(dòng)控制中常用電磁閥島實(shí)物圖任務(wù)2.3 傳感檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用知識(shí)與能力目標(biāo)熟悉常用開關(guān)量傳感器及其應(yīng)用1熟悉常用數(shù)字量傳感器及其應(yīng)用2熟悉常用模擬量傳感器及其應(yīng)用32.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用2.3.2 數(shù)字量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用任務(wù)2.3 傳感檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用2.3.3 模擬量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用傳感檢測(cè)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)之一，通過傳感檢測(cè)技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備大量運(yùn)行信息的自動(dòng)檢測(cè)，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之相對(duì)應(yīng)的有用電信號(hào)進(jìn)行輸出 自動(dòng)化設(shè)備中用于實(shí)現(xiàn)以上信息的傳感檢測(cè)功能的裝置就是傳感器，在自動(dòng)化生產(chǎn)線等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。任務(wù)2.3

35、 傳感檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用開關(guān)量傳感器 數(shù)字量傳感器 模擬量傳感器 傳感器種類 輸出電信號(hào)的類型不同 任務(wù)2.3 傳感檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用開關(guān)量傳感器 又稱接近開關(guān)，是一種采用非接觸式檢測(cè)、輸出開關(guān)量的傳感器。在自動(dòng)化設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛的主要有磁感應(yīng)式接近開關(guān)、電感式接近開關(guān)、電容式接近開關(guān)和光電式接近開關(guān)等。2.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用磁感應(yīng)式接近開關(guān) 簡(jiǎn)稱磁性開關(guān)，其工作方式是當(dāng)有磁性物質(zhì)接近磁性開關(guān)傳感器時(shí)，傳感器感應(yīng)動(dòng)作，并輸出開關(guān)信號(hào)。 2.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用a） b）圖2- 33 磁性開關(guān)實(shí)物及電氣符號(hào)圖a）磁性開關(guān)實(shí)物 b）電氣符號(hào) 利用自身的測(cè)量頭構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，被檢測(cè)

36、物體構(gòu)成另一個(gè)極板，當(dāng)物體靠近接近開關(guān)時(shí)，物體與接近開關(guān)的極距或者介電常數(shù)發(fā)生變化，引起靜電容量發(fā)生變化，使得和測(cè)量頭連接的電路狀態(tài)也相應(yīng)的發(fā)生變化，并輸出開關(guān)信號(hào) 。電容式接近開關(guān)2.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用金屬零件 紙張 塑料 木材的非金屬物體 絕緣的液體 電容式接近開關(guān)檢測(cè) 電容式接近開關(guān)一般應(yīng)用在一些塵埃多、易接觸到有機(jī)溶劑及需要較高性價(jià)比的場(chǎng)合中。由于檢測(cè)內(nèi)容的多樣性，使其得到更廣發(fā)的應(yīng)用。2.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用2.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用a） b）圖2- 34 電容式接近開關(guān)實(shí)物及電氣符號(hào)圖a）電容式接近開關(guān)實(shí)物 b）電氣符號(hào)電感式接近開關(guān)LC高頻振蕩器 放

37、大處理電路 它利用金屬物體在接近時(shí)能使其內(nèi)部產(chǎn)生電渦流，使得接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，進(jìn)而控制開關(guān)的通斷。 由于電感式接近開關(guān)基于渦流效應(yīng)工作，因此它檢測(cè)的對(duì)象必須是金屬。 但由于電感式接近開關(guān)對(duì)金屬與非金屬的篩選性能好，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，在現(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)中也得到廣泛應(yīng)用。 2.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用利用渦流效應(yīng)制成的開關(guān)量輸出位置傳感器 2.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用a） b）圖2- 35 電感式接近開關(guān)實(shí)物及電氣符號(hào)圖a）電感式接近開關(guān)實(shí)物 b）電氣符號(hào)利用光電效應(yīng)制成的開關(guān)量傳感器光發(fā)射器 光接收器 光發(fā)射器和接收器有一體式和分體式兩種。 光發(fā)射器

38、用于發(fā)射紅外光或可見光 光接收器用于接收發(fā)射器發(fā)射的光，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)以開關(guān)量形式輸出。 2.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用光電式接近開關(guān)2.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用a） b）圖2- 36 各種光電式接近開關(guān)的實(shí)物及電氣符號(hào)圖a）常開型 b）常閉型對(duì)射式 反射式 漫反射 接收器接收光的方式 這三種形式光電接近開關(guān)的檢測(cè)原理和方式特點(diǎn)都有所不同 2.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用對(duì)射式光電接近開關(guān) 此開關(guān)最常用于檢測(cè)不透明物體，對(duì)射式光電接近開關(guān)的光發(fā)射器和光接收器有一體式分體式 是指光發(fā)射器與光接收器處于相對(duì)的位置工作，根據(jù)光路信號(hào)的有無判斷信號(hào)是否進(jìn)行輸出改變的光電接近開關(guān)。2

39、.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用2.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用a） b）圖2- 37 對(duì)射式光電接近開關(guān)的檢測(cè)原理圖2.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用圖2- 38 反射式光電接近開關(guān)的檢測(cè)原理圖2.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用圖2- 39 漫反射式光電接近開關(guān)的檢測(cè)原理圖2.3.1 開關(guān)量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用光電接近開關(guān) 自動(dòng)包裝機(jī) 光電接近開關(guān)安裝時(shí)，不能安裝在水、油、灰塵多的地方，應(yīng)回避強(qiáng)光及室外太陽(yáng)光等直射的地方，注意消除背景物景的影響 自動(dòng)封裝機(jī)自動(dòng)灌裝機(jī)自動(dòng)或半自動(dòng)裝配流水線數(shù)字量傳感器 測(cè)量精度高 分辨率高 抗干擾能力強(qiáng) 穩(wěn)定性好 易于與計(jì)算機(jī)接口 便于信號(hào)處理 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量

40、適宜于遠(yuǎn)距離傳輸 一種能把被測(cè)模擬量直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸出的裝置，可直接與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接。 在一些精度要求較高的場(chǎng)合應(yīng)用極為普遍。工業(yè)裝備上常用的數(shù)字量傳感器主要有數(shù)字編碼器、數(shù)字光柵和感應(yīng)同步器等。 2.3.2 數(shù)字量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用數(shù)字編碼器在實(shí)際工程中應(yīng)用最多的是光電編碼器。光電編碼器是通過讀取光電編碼盤上的圖案或編碼信息來表示與光電編碼器相連的測(cè)量裝置的位置信息的。 數(shù)字編碼器 2.3.2 數(shù)字量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用圖2- 40 光電編碼器實(shí)物圖 通過讀取編碼盤上的二進(jìn)制的編碼信息來表示絕對(duì)位置信息的，二進(jìn)制位數(shù)越多，測(cè)量精度越高，輸出信號(hào)線對(duì)應(yīng)越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，價(jià)格越高。 直接利用光電轉(zhuǎn)換

41、原理輸出三組方波脈沖信號(hào)A、B和Z相；A、B兩組脈沖相位差90，從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向，而Z相為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位；其測(cè)量精度取決于碼盤的刻線數(shù)，但結(jié)構(gòu)相對(duì)絕對(duì)式簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜 根據(jù)光電編碼器的工作原理2.3.2 數(shù)字量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用絕對(duì)式光電編碼器增量式光電編碼器光電編碼器 廣泛應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn) 體積小 精度高 工作可靠 接口數(shù)字化 數(shù)控機(jī)床 回轉(zhuǎn)臺(tái) 伺服傳動(dòng) 機(jī)器人 雷達(dá)、軍事目標(biāo)測(cè)定等需要檢測(cè)角度的裝置和設(shè)備中 光電編碼器是一種角度（角速度）檢測(cè)裝置，它將輸入給軸的角度量，利用光電轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖或數(shù)字量 2.3.2 數(shù)字量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用數(shù)字光柵傳感器是根據(jù)標(biāo)尺光柵

42、與指示光柵之間形成的莫爾條紋制成的一種脈沖輸出數(shù)字式傳感器。它廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床等閉環(huán)系統(tǒng)的線位移和角位移的自動(dòng)檢測(cè)以及精密測(cè)量方面，測(cè)量精度可達(dá)幾微米。2.3.2 數(shù)字量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用數(shù)字光柵傳感器圖2- 41 數(shù)字光柵傳感器實(shí)物圖測(cè)量精度高 分辨率高 測(cè)量范圍大 動(dòng)態(tài)特性好 適合于非接觸式動(dòng)態(tài)測(cè)量，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，廣泛用于數(shù)控機(jī)床和精密測(cè)量設(shè)備中數(shù)字光柵傳感器但是光柵在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，對(duì)工作環(huán)境要求較高，不能承受大的沖擊和振動(dòng)，要求密封，以防止塵埃、油污和鐵屑等的污染，成本較高 2.3.2 數(shù)字量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用應(yīng)用定尺與滑尺之間的電磁感應(yīng)原理來測(cè)量直線位移和角位移的一種精密傳感器。由

43、于感應(yīng)同步器是一種多極感應(yīng)元件，對(duì)誤差起補(bǔ)償作用，所以具有很高的精度2.3.2 數(shù)字量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用感應(yīng)同步器圖2- 42 直線式感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)圖2- 43 旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)境溫度、濕度變化要求低，測(cè)量精度高，抗干擾能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)和便于成批生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)在各領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大型精密坐標(biāo)鏜床、坐標(biāo)銑床及其它數(shù)控機(jī)床的定位、數(shù)控和數(shù)顯 感應(yīng)同步器 直線式感應(yīng)同步器 圓盤式感應(yīng)同步器 常用于雷達(dá)天線定位跟蹤、導(dǎo)彈制導(dǎo)、精密機(jī)床或測(cè)量?jī)x器設(shè)備的分度裝置等 2.3.2 數(shù)字量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用模擬量傳感器是將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為模擬量電信號(hào)的傳感器它檢測(cè)在一定范圍內(nèi)變化的連

44、續(xù)數(shù)值，發(fā)出的是連續(xù)信號(hào)，用電壓、電流、電阻等表示被測(cè)參數(shù)的大小在工程應(yīng)用中模擬量傳感器主要用于生產(chǎn)系統(tǒng)中位移、溫度、壓力、流量及液位等常見模擬量的檢測(cè) 2.3.3 模擬量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用認(rèn)知應(yīng)用 在工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中為了保證模擬信號(hào)檢測(cè)的精度，提高抗干擾能力，便于與后續(xù)處理器進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)集成，所使用的各種模擬量傳感器一般都配有專門的信號(hào)轉(zhuǎn)換與處理電路，兩者組合在一起使用，把檢測(cè)到的模擬量變換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)輸出，這種檢測(cè)裝置稱為變送器。變送器2.3.3 模擬量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用2.3.3 模擬量傳感器認(rèn)知及應(yīng)用 a） b） c） d）圖2- 44 各種變送器實(shí)物圖a）壓力變送器 b）溫度變送器 c

45、）液位變送器 d）差壓變送器任務(wù)2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用知識(shí)與能力目標(biāo)熟悉直流電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用1熟悉交流電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用2了解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用34了解伺服電動(dòng)機(jī)及其應(yīng)用任務(wù)2.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用子任務(wù)一 直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 子任務(wù)二 交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 子任務(wù)三 步進(jìn)電機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 子任務(wù)四 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)識(shí)及應(yīng)用2.4.1 直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 輸入的直流電能 轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出定子轉(zhuǎn)子直流電動(dòng)機(jī)電磁相互作用并勵(lì)串勵(lì)復(fù)勵(lì)永磁自勵(lì)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式分為2.4.1 直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用a） b） c） d）圖2- 45 直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式a）他勵(lì) b）并勵(lì) c）串勵(lì) d）復(fù)勵(lì)2.4.1

46、直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用圖2- 46 各種直流電動(dòng)機(jī)實(shí)物圖2.4.1 直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī) 應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn) 良好的調(diào)速性能 較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 過載能力等 低電壓電路生產(chǎn)機(jī)械 電動(dòng)自行車 電腦風(fēng)扇 收錄機(jī)電機(jī)等 大型軋鋼設(shè)備 大型精密機(jī)床 礦井卷?yè)P(yáng)機(jī) 電纜設(shè)備 等調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)電樞端電壓調(diào)串入電樞回路的電阻調(diào)速方法直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向控制可采用電樞電壓極性改變或勵(lì)磁電壓極性改變來實(shí)現(xiàn)，但兩者不能同時(shí)改變，否則電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向不變。2.4.1 直流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用2.4.2 交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 交流電動(dòng)機(jī)是利用定子和轉(zhuǎn)子之間的電磁相互作用，將輸入的交流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出的電動(dòng)機(jī)。三相交流電動(dòng)機(jī)異步

47、電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間的關(guān)系電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行通電的相數(shù)分為分為單相交流電動(dòng)機(jī)根據(jù)2.4.2 交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用圖2- 47 各種交流電動(dòng)機(jī)實(shí)物圖 三相異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有良好的工作性能和較高的性價(jià)比等2.4.2 交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用變頻調(diào)速由于調(diào)速性能優(yōu)越，能平滑調(diào)速、調(diào)速范圍廣及效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，隨著變頻器性價(jià)比的提高和應(yīng)用的推廣，越來越成為最有效的調(diào)速方式。變極調(diào)速變頻調(diào)速改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法2.4.2 交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向的改變只需通過改變交流電動(dòng)機(jī)供電電源的相序即可。當(dāng)然，如果采用變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向均可通

48、過變頻器來實(shí)現(xiàn)。2.4.2 交流電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用交流電動(dòng)機(jī)的工作效率較高，又沒有煙塵、氣味，不污染環(huán)境，噪聲也較小。由于它的一系列優(yōu)點(diǎn)，所以在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防、商業(yè)及家用電器、醫(yī)療電器設(shè)備等各方面廣泛應(yīng)用。特別是中小型軋鋼設(shè)備、礦山機(jī)械、機(jī)床、起重運(yùn)輸機(jī)械、鼓風(fēng)機(jī)、水泵及農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械等大部分采用三相異步電機(jī)來拖動(dòng)。2.4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰频膱?zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（即步距角）。根據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)需要滿足一定相序的較大電流的脈沖信號(hào)，生產(chǎn)裝備中使用的

49、步進(jìn)電機(jī)都配備有專門的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，來直接控制與驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)工作。2.4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用圖2- 48 各種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)物圖機(jī)電式磁電式直線式步進(jìn)電機(jī)永磁式反應(yīng)式混合式 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)受脈沖的控制，其轉(zhuǎn)子的角位移量和轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的數(shù)量和脈沖頻率成正比，可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的，同時(shí)也可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性還與其線圈繞組的相數(shù)和通電運(yùn)行方式有關(guān)。 2.4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用2.4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性不僅與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)本身和負(fù)載有關(guān)，而且與

50、配套使用的驅(qū)動(dòng)裝置也有著十分密切的關(guān)系?，F(xiàn)在使用的絕大部分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置都采用有硬件環(huán)形脈沖分配器，與功率放大器集成在一起，共同構(gòu)成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，可實(shí)現(xiàn)脈沖分配和功率放大兩個(gè)功能。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置上還設(shè)置有多種功能選擇開關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)具體工程應(yīng)用項(xiàng)目中驅(qū)動(dòng)器步距角的細(xì)分選擇和驅(qū)動(dòng)電流大小的設(shè)置。2.4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中 按照步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器裝置具體的對(duì)應(yīng)電氣接口關(guān)系連接好硬件線路123 根據(jù)需要設(shè)置好驅(qū)動(dòng)器裝置上步距角細(xì)分選擇與電流設(shè)置開關(guān) 控制器只需要提供一組控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和方向的mW數(shù)量級(jí)功率的可調(diào)脈沖序列就可驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、精

51、度較高以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) 應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)在計(jì)算機(jī)的數(shù)字開環(huán)控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，例如數(shù)控機(jī)床、印刷設(shè)備、打印機(jī)、自動(dòng)記錄儀等都有應(yīng)用一是用得不好有可能失步，二是控制精度相對(duì)較低，而且運(yùn)動(dòng)中無法確定運(yùn)動(dòng)部件的準(zhǔn)確位子但是對(duì)于工作精度要求不是很高的領(lǐng)域一般都可滿足工作要求。2.4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用做執(zhí)行元件，把所接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。其主要的特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。 2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用伺服電動(dòng)機(jī)直流交流伺服電動(dòng)機(jī)的分類2.4.4

52、 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用直流伺服電動(dòng)機(jī)精確的速度控制，轉(zhuǎn)矩速度特性很硬，原理簡(jiǎn)單、使用方便，價(jià)格優(yōu)勢(shì)。電刷換向，速度限制，附加阻力，產(chǎn)生磨損微粒（對(duì)于無塵室）直流伺服電機(jī)的特性較交流伺服電機(jī)硬。通常應(yīng)用于功率稍大的系統(tǒng)中，如隨動(dòng)系統(tǒng)中的位置控制等。交流伺服電動(dòng)機(jī)良好的速度控制特性，可實(shí)現(xiàn)平滑控制，幾乎無振蕩；高效率，90%以上，不發(fā)熱；高速控制；高精確位置控制；額定運(yùn)行區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)恒力矩；低噪音；沒有電刷的磨損，免維護(hù)；不產(chǎn)生磨損顆粒、沒有火花，適用于無塵間、易暴環(huán)境，慣量低。 控制較復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整PID參數(shù)整定，需要更多的連線。交流伺服電動(dòng)機(jī)的輸出功率一般為0.1

53、100 W，電源頻率分50Hz、400Hz等多種。應(yīng)用廣泛，如用在各種自動(dòng)控制、自動(dòng)記錄等系統(tǒng)中。表2- 7 兩種伺服電動(dòng)機(jī)的比較2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用圖2- 49 各種伺服電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)器實(shí)物圖2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 交流伺服電機(jī)也是無刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)，目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī)，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉(zhuǎn)動(dòng)速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運(yùn)行的應(yīng)用。伺服控制單元功率驅(qū)動(dòng)單元通訊接口單元伺服電動(dòng)機(jī)相應(yīng)的反饋檢測(cè)器件交流永磁同步伺服驅(qū)動(dòng)器2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用交流永磁同步伺服驅(qū)動(dòng)器的組成 伺服控制單元包括電流

54、控制器速度控制器位置控制器轉(zhuǎn)矩交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)精度決定于電機(jī)自帶編碼器的精度（線數(shù)）2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用 交流永磁同步驅(qū)動(dòng)器其集先進(jìn)的控制技術(shù)和控制策略為一體，使其非常適用于高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，還體現(xiàn)了強(qiáng)大的智能化、柔性化，是傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所不可比擬的。2.4.4 伺服電動(dòng)機(jī)認(rèn)知及應(yīng)用當(dāng)前，高性能的電伺服系統(tǒng)大多采用永磁同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)，控制驅(qū)動(dòng)器多采用快速、準(zhǔn)確定位的全數(shù)字位置伺服系統(tǒng)。德國(guó)西門子安川美國(guó)科爾摩根日本松下典型生產(chǎn)廠家可編程控制器的分析與應(yīng)用項(xiàng)目3任務(wù)3.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)知識(shí)與能力目標(biāo)掌

55、握PLC的基本結(jié)構(gòu)1熟悉PLC工作原理2熟悉PLC的編程語言3理解I/O單元結(jié)構(gòu)4理解梯形圖的能流概念5任務(wù)3.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)知識(shí)與能力目標(biāo)了解梯形圖的特點(diǎn)6掌握PLC尋址方式7了解存儲(chǔ)器的劃分8S7-200PLC的工作原理S7-200PLC的編程基礎(chǔ)3.1.13.1.2任務(wù)3.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ) 可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的控制器。PLC是在電氣控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)

56、、通信技術(shù)融入為一體的新型工業(yè)控制裝置。 1.PLC的基本結(jié)構(gòu)3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)圖3- 1 可編程控制器實(shí)物圖1.PLC的基本結(jié)構(gòu)I/O點(diǎn)數(shù)容量 使用情況 PLC 結(jié)構(gòu)形式 小型機(jī) 中型機(jī) 大型機(jī) 整體式 模塊式 通用型 專用型 3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)1.PLC的基本結(jié)構(gòu)123 中型機(jī)大型機(jī)小型機(jī) 一般以開關(guān)量控制為主；輸入/輸出總點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下，用戶存儲(chǔ)器容量在4KB一下；價(jià)格低廉，體積小巧，適用于單機(jī)或小規(guī)模生產(chǎn)過程的控制；典型的小型機(jī)有西門子S7-200系列等。 輸入/輸出總點(diǎn)數(shù)在256至2000點(diǎn)之間，用戶存儲(chǔ)器容量為2至

57、64KB；不僅具有開關(guān)量和模擬量控制功能，還具有更強(qiáng)的數(shù)字計(jì)算能力；適用于復(fù)雜的邏輯控制系統(tǒng)以及連續(xù)生產(chǎn)過程的過程控制場(chǎng)合；典型的有西門子S7-300系列等。 用戶存儲(chǔ)器容量為32KB至幾MB；性能與工業(yè)計(jì)算機(jī)相當(dāng)，具有齊全的中斷控制、過程控制、智能控制、遠(yuǎn)程控制等功能；通信功能十分強(qiáng)大，適合于大規(guī)模過程控制、分布式控制系統(tǒng)和工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制；典型的有西門子S7-400系列等。 PLC的類型特點(diǎn)：應(yīng) 用 特 點(diǎn)類 型3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)1.PLC的基本結(jié)構(gòu)3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)圖3- 3 PLC控制系統(tǒng)示意圖1.PLC的基本結(jié)構(gòu)3.1

58、.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)圖3- 4 循環(huán)掃描周期2.PLC工作原理3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)圖3- 5 PLC信號(hào)的傳遞過程2.PLC工作原理3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)圖3- 6 PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能示意圖3.PLC的編程語言3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)圖3- 7 梯形圖圖3- 8 電動(dòng)機(jī)（起、保、停）繼電器控制電路圖3.PLC的編程語言3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)圖3- 9 直流輸入電路4.I/O單元3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)圖3- 10 交流輸入電路4.I/

59、O單元3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)圖3- 11 晶體管輸出電路4.I/O單元3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)圖3- 12 晶閘管輸出電路4.I/O單元3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)圖3- 13 繼電器輸出單元的電路4.I/O單元3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)圖3- 14 CPU226（DC/DC/DC）I/O電路結(jié)構(gòu)4.I/O單元3.1.1 S7-200PLC的工作原理和編程基礎(chǔ)圖3- 15 CPU226（AC/DC/RLY）I/O電路結(jié)構(gòu)4.I/O單元3.1.2 S7-200PLC的編程基礎(chǔ)圖3- 16 典型的梯

60、形圖1.梯形圖的能流概念圖3- 17 現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)狀態(tài)與梯形圖中的觸點(diǎn)2.梯形圖的特點(diǎn)3.1.2 S7-200PLC的編程基礎(chǔ)3.1.2 S7-200PLC的編程基礎(chǔ)3.尋址方式圖3- 18 數(shù)字量I/O編址3.1.2 S7-200PLC的編程基礎(chǔ)圖3- 19 模擬量I/O編址3.尋址方式3.1.2 S7-200PLC的編程基礎(chǔ)圖3- 20 存取CPU存儲(chǔ)器中的位數(shù)據(jù)3.尋址方式3.1.2 S7-200PLC的編程基礎(chǔ)圖3- 21 按字節(jié)、字、雙字訪問存儲(chǔ)區(qū)3.尋址方式3.1.2 S7-200PLC的編程基礎(chǔ)圖3- 22 T，C存儲(chǔ)器存取數(shù)據(jù)3.尋址方式3.1.2 S7-200PLC的編程基礎(chǔ)數(shù)制