《机电一体化系统》PPT课件

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1、第8章机电一体化系统创新设计学校：洛阳理工学院学号：B08020428姓名：郑水清目录机电一体化概述检测与传感器3.步进及伺服电机4.机械传动5.接口技术6.伺服系统机电一体化概述机电一体化系统的组成构成机电一体化系统的要素印制线路板焊接质量图像检测装置集成电路芯线焊接机基于定位模块的PLC位置控制硅钢片横剪线控制系统主－从驱动方式的速度／转矩与机机电一体化系统的组成控制部分驱动部分动力部分传感部分执行部分控制指令被控的机械运动外界信息构成机电一体化系统的要素机电一体化系统典型例子——机器人印制线路板焊接质量图像检

2、测装置①印制线路板焊接质量图像检测装置②印制线路板焊接质量图像检测装置④集成电路芯线焊接机①IC芯线焊接工作台控制框图②IC芯线焊接工作台技术指标③项目技术条件项目技术条件运动部分质量15kgAC伺服电动机（低惯量电动机）额定功率100W运动部分速度125mm/s额定转速1500r/min滚珠丝杠螺距5mm额定转矩0.32Nm滚珠丝杠直径φ14mm光电编码器2500P/r（增量式）滚珠丝杠长度150mm减速机构联轴器（惯量0.1kgcm2）AC伺服控制器输入指令方式：正转/反转脉冲列最大60kP/s定位精度小于±

3、1个脉冲摩擦系数0.05定位性能0.05s/2.5mm，停止时间0.15s停止精度小于0.005mm基于定位模块的PLC位置控制①基于定位模块的PLC位置控制②基于定位模块的PLC位置控制③硅钢片横剪线控制系统①提高精度可以减少片缝气隙，降低剪切毛刺；提高送料速度直接影响到效率。对硅钢片横剪线的要求，不但要满足在高速下（240m/min）的片料定位要求，以保证±0.1mm的尺寸精度，而且还要满足去毛刺（＜0.02mm）的要求。主－从驱动方式的速度／转矩与机械耦合同步控制系统①主－从驱动方式的速度／转矩与机械耦合同步

4、控制系统②龙门机床的横梁通常由两根丝杠驱动。当刀架或主轴箱不在横梁中心点时，则丝杠受力是不对称的，因而会发生横梁的倾斜。这时要根据刀架或主轴箱所在的位置对两边驱动电动机系统进行适当补偿，使之平衡。在速度/转矩耦合控制方式中，主动伺服电动机实现位置控制，从动伺服电动机则以主动伺服位置控制器大的输出为速度控制指令，实现速度控制。在两个伺服电动机输出中，获得了同一个位置控制器控制定位和同样的速度控制作用，而保持同步。如果因某种因素，两电动机输出不同步，机械耦合机构会产生动态变形应力和应力扭矩，应力扭矩测量信号经过滤波后送

5、到PI调节器，其输出根据应力扭矩的正或负，分别加到主、从伺服电动机的速度指令上，改变电动机的运动速度，从而保持同步运行。行车同步控制由于行车的跨度大，若是用一台电动机驱动单侧轮子，另一侧的轮子作为从动运动，则可能出现很大的不平衡力，产生歪斜，使行车行走不稳定。数控车床及内部机构检测与传感器概述线位移传感器角位移传感器速度传感器加速度传感器测力传感器压力传感器机电一体化与人传感器相当于人的感觉器官，控制器相当于人的大脑，执行机构和驱动器相当于肌肉和关节，接口及通信系统相当于人的神经系统。要使机电一体化有效地发挥作用，

6、必须首先借助传感器获取外部环境和系统内部各种各样的信息。控制器执行机构驱动器传感器接口/通信接口/通信传感器传感器是一种以测量为目的、以一定的精度把被测量转换为与之有确定关系的、便于处理的另一种物理量的测量器件。传感器的输出信号多为易处理的电量，如电压、电流、频率等。传感器由敏感元件、传感元件及测量转换电路组成。非电量测量转换电路敏感元件传感元件电参量非电量（被测量）非电量电量在弹性敏感元件上粘贴有一种称电阻应变片的传感元件，该传感元件能将变形量转换为电阻值（电参量）的变化。应变片电阻值的变化由电桥电路转换成电压输

7、出，电桥电路即为测量转换电路因为在转换过程中，压力、变形量、电阻值及电压均成线性关系，因此，最终压力与电压成线性对应关系。压力转换成电压后，经过放大等一系列处理，由手持式显示器显示出压力变化值。传感器分类（1）按被测量分类位移、力、力矩、转速、振动、加速度、温度、压力、流量、流速等传感器。（2）按测量原理分类电阻、电容、电感、光栅、热电偶、超声波、激光、红外、光导纤维等传感器。很多情况下，传感器的命名是将被测量和被测原理相结合的，如电容式加速度传感器，表示该传感器的测量对象是加速度，测量原理是电容的变化值。测微是指

8、测量几个微米（μm）至几个毫米（mm）位移量的变化。衔铁在线圈中伸入长度的变化将引起螺旋管线圈电感量的变化。当衔铁偏离中间位置时，两个线圈的电感量一个增加，一个减小，形成差动形式。对于长螺旋管，衔铁工作在螺旋管中部一定区域时，线圈电感量与衔铁移动的微小距离成线性关系。差动式电感传感器对外界影响，如温度的变化、电源频率的变化等基本上可以互相抵消，衔铁承受的电磁