2-3机械制造自动化技术-自动化控制方法与技术

1、自动化控制方法与技术12机械制造造自动化化技术的的发展趋趋势基本概念念机械制造造自动化化的类型型机械制造造系统的的概念：三个流流的概念念；什么么是自动动化；机机械制造造自动化化涉及到到的技术术机械制造造自动化化设备的的分类、特点与与应用范范围信息化带带动机械械制造自自动化的的发展，推动先先进制造造模式的的出现上次课内内容回顾顾3液压与气气压传动动控制自动化控控制概念念机械传动动控制自动化控控制系统统的组成成；自动动化控制制的基本本方式本次课内内容机械传动动控制的的特点与与典型实实例液压与气气压传动动控制的的特点与与应用一、自动动化控制制的概念念自动控制制系统的的基本组组成有自动控制功能的装置控

2、制对象集中式分散式（1）指令存存储装置置用来存储储预先设设置动作作程序的的装置（2）指令控控制装置置将存储在在指令存存储装置置中的指令信息息在需要时发出的装装置。4一、自动动化控制制的概念念自动控制制系统的的基本组组成有自动控制功能的装置控制对象（3）传递及及转换装装置作用：将指令控控制装置置所发出出的指令令准确而而及时的的传送到到执行机机构的装装置。传送过程程中发生生信号量量和质的的变化传递介质：光电气液机械信号形式：模拟式、数字式信号量值：电压量、电流量 脉冲量等。5一、自动动化控制制的概念念自动控制制系统的的基本组组成有自动控制功能的装置控制对象（4）执行机机构完成最终终动作的的装置6自

3、动化控控制的基基本要求求自动控制制系统应应能保证证各执行行机构的的使用性性能、加加工质量量、生产产效率及及工作可可靠性。（1）能自动动进行。（2）系统模模块化，便于独独立调试试，与系系统匹配配。（3）具有柔柔性、能能适应加加工对象象的变化化。（4）简单可可靠，严严格筛选选元件。（5）适应环环境，抗抗干扰。（6）及时掌掌握系统统工作状状态。（7）便于安安装调试试维护修修理。（8）布线安安全合理理，整齐齐美观。（9）不过分分追求完完美，适适应实际际条件。必须保证证实现具体情况况具体对对待7自动化控控制的基基本方式式（1）开环控控制方式式系统输出出不影响响系统的的控制，系统控控制不理理会输出出量的误

4、误差，校校准要求求高。自动门控控制系统统框图1、系统的的输出量直接受输入量的控制；2、信号（或信息息）的传传递是单向的，总是是从输入入端单向向传至输输出端。应精确的的校准8自动化控控制的基基本方式式（1）开环控控制方式式9机械凸轮轮控制的的自动车车床，沿沿时间坐坐标轴单单向运行行的任何何系统（2）闭环控控制方式式系统输出直接接影响系系统的控控制，利用反反馈来减减少系统统误差游泳池进水阀门控制器给定水位水流量游泳池的水位（输出）检测装置比较器+-闭环控制制系统框框图游泳池注注水控制制系统框框图10开环控制制的特点点：1、它是单单向的控控制过程程；2、输入量量与输出出量往往往是不同同性质的的量。闭

5、环控制制的特点点：1、有反馈馈；2、会调整整；3、“结果果”会影影响“结结果”；4、给定量量与被控控量是可可比较的的同一种种性质的的量；5、控制精精度更高高，系统统比较复复杂。11（3）分散控控制方式式（行程程或继动动）系统中的的控制部部分表现现为若干干个分散散的，有有一定相相对独立立性的子子控制机机构，这这些机构构在各自自的范围围内各司司其责，各行其其是，互互不干涉涉，各自自完成自自己的目目标。指令存储和控制装置按一定程序序分散布置置，控制制对象按按一定顺序动作（互互锁性），直到到完成预预定的全全部动作作。优点：互锁性性，实现现自动循循环简单单；缺点：控制线线路可能能会变得得非常复复杂，尤尤

6、其是某某个动作作结束要要触发多多个动作作同时进进行时；维修和和调整也也变得复复杂。12（3）分散控控制方式式（行程程或继动动）优点：实现自动动循环的的方法简简单，电电气元件件的通用用性强，成本低低，系统统本身具具有一定定的互锁锁性（前前一动作作没完成成、后一一动作得得不到启启动信号号）。缺点：顺序动作作较多时时，循环环时间增增加，对对提高生生产率不不利；指指令控制制不集中中，整体体协调困困难、电电气控制制线路复复杂，电电气元件件增多，易引起起故障。13（4）集中控控制方式式原理：具有一个个中央指指令存储储和控制制装置，按时间顺顺序连续续或间隔隔地各种控制制指令的的控制系系统。优点：控制链短短且

7、简单单，控制制系统比比较简单单，调整整比较方方便。每每个执行行部件的的起动指指令是由由集中控控制装置置发出的的，工作作精度和和可靠性性比较高高。14图2-1 集中控制（时间控制）系统转鼓转动动，凸块块分别触触碰15限位开关关，相应应的执行行部件开开始工作作；凸块块离开，执行部部件停止止运动。转鼓转动动使执行行部件完完成工作作循环。调整执行行部件的的运动时时间？调整执行行部件的的工作循循环周期期？（5）程序控控制方式式原理：用某种程序序来控制各各执行机机构。固定程序序控制：程序固定不变变、被控对对象周期期性重复复操作。优点：组组成元件件少、安安装、调调试、维维护方便便。缺点：不不能改变变程序，否

8、则控控制系统统基本不不能满足足新要求求。适用范围围：品种种单一的的大批量量生产。可变程序序控制：程序一定范围围内可变变，以适应应加工品品种的变变化。缺点：组组成元件件多、系系统较复复杂、投投资大。适用范围围：中小小批量、多品种种的生产产。较复杂的的可变程程序控制制装置，采用电电子计算算机；生生产批量量大，加加工品种种变化不不大，可可采用凸凸轮机械械式控制制（品种种改变需需更换凸凸轮）。15（6）数字控控制方式式原理：用数控装置置（专用电子子计算机机），用代代表加工工顺序、加工方方式和加加工参数数的数字码作为控制制指令的的控制方方式。数控介质质（穿孔孔带、穿穿孔卡、磁带记记录数字字码）数控装置置

9、伺服机构构数字控制制系统的的组成图图适用范围围：加工零件件的表面面形状复复杂、品品种经常常改变的的单件或或小批量量生产。16（7）计算机机控制方方式原理：利用计算算机来控控制部件件的各种种运动，功能更更强，可可以实现现更大范范围内的的控制：能控制制整个加加工车间间甚至整整个工厂厂。快速运算算与逻辑辑判断对大量数数据进行行实时处处理开环控制制方式17闭环控制制方式分散控制制方式集中控制制方式程序控制制方式数字控制制方式计算机控控制方式式主要区别别？控制制精度？复杂程程度？主要区别别？控制制精度？复杂程程度？固定程序序与可变变程序，适用范范围？主要组成成？18DMG 3D五轴复合加工机床填空题（每

10、空五五分，共共35分）1.自动控制制系统包包括实现现自动控控制功能能的装置置及其控控制对象象，通常常由指令令（）、指令控控制装置置、执行行机构，传递及及转换装装置等部部分构成成。2.自动控制制系统中中的指令令控制装装置的作作用是将将存储在在指令存存储装置置中的（），在需要要的时候候发出。3.数字控制制方式主主要由控控制介质质，数控控装置和和（）组成。4.数控控制制方式适适用于加加工零件件的表面面形状复复杂、品品种经常常改变的的（）和小批量量生产中中所用的的加工设设备。5.开环控制制方式与与闭环控控制方式式的主要要区别在在于（）是否对系系统的控控制产生生影响。6.分散控制制方式与与集中控控制方式

11、式的主要要区别在在于（）与（）是按一定定程序分分散布置置还是集集成。19判断题（每题5分，共25分）1.指令控制制装置能能将指令令存储装装置中的的信息变变为指令令信号发发送出去去，命令令相应的的执行机机构完成成指定动动作。2.传递与转转换装置置在多数数情况下下不需要要改变信信号的质质与量。3.开环控制制方式与与闭环控控制方式式的主要要区别在在于后者者结构比比较复杂杂。4.集中控制制系统也也可称为为时间控控制系统统。5.可变程序序控制系系统中的的程序可可随意改改动，故故可用于于多品种种加工的的场合。20选择题（每题10分，共40分）1.在自动控控制系统统中，传传递及转转换装置置的作用用是将指指令

12、控制制装置所所发出的的指令信信息传送送到（）。A、指示装装置B、数控装装置C、执行机机构D、计算机机2.在分散控控制系统统中，（）。A、指令存存储和控控制装置置按一定定程序分分散布置置B、指令传传递和转转换装置置按一定定程序分分散布置置C、指令存存储和转转换装置置按一定定程序分分散布置置D、指令存存储和执执行机构构按一定定程序分分散布置置3.集中控制制方式是是具有一一个中央央指令存存储和指指令控制制装置，并按（）。A、动作顺顺序连续续或间隔隔地发出出各种控控制指令令的控制制系统B、工作顺顺序连续续或间隔隔地发出出各种控控制指令令的控制制系统C、位置顺顺序连续续或间隔隔地发出出各种控控制指令令的

13、控制制系统D、时间顺顺序连续续或间隔隔地发出出各种控控制指令令的控制制系统4.采用程序序控制方方式使之之自动进进行工作作循环的的程序控控制系统统，是按按照（）。A、预定的的程序来来控制各各执行机机构B、随机的的程序来来控制各各执行机机构C、不变的的程序来来控制各各执行机机构D、待定的的程序来来控制各各执行机机构21机械传动控制液压传动控制气动传动控制电气传动控制动力与信信号的的的传递方方式二、机械械传动控控制机械传动动控制的的特点机械传动动控制方方式传递递的动力和信信号一般都是是机械连接的。采用机机械传动动控制方方式的自自动化装装备中，几乎所所有运动动部件及及机构，通常都都是由装装有许多多凸轮

14、的的分配轴轴来进行行驱动和和控制的的。这种种控制系系统的另另外一个个特点是控制元元件同时时又是驱驱动元件件。22开环集中中控制系系统（开开环时间间控制系系统）程序的存存储和控控制均由由机械元元件（凸凸轮、挡挡块等）来实现现。这种凸轮轮机械传传动控制制系统的的主要优点：节拍准确确、结构构紧凑、工作可可靠、使使用寿命命长。缺点：凸轮的设设计与制制造工作作量大、易产生生冲击与与噪声（凸轮曲曲线有偏偏差时）适用范围围：专用性较较强，适用于于加工品种种基本不不变的大大批量生产。23机械传动动控制的的典型事事例C1318型单轴转转塔自动动车床自动车床床：是通过凸轮来控制加加工程序序的自动动加工机机床，经经

15、过一定定设置与与调整后后可以长长时间自自动加工工同一种种产品。机床具具有自动动加工，加工速速度快、复杂零零件一次次加工成成型，加加工精度度准确可可靠，自自动送料料、料完完自动停停机、生生产效率率高。开环集中中控制系系统（开开环时间间控制系系统）单轴转塔塔自动车车床具有转塔塔刀架和和多个横横向刀架架，可用用多种刀刀具顺序序切削，适合于于加工形形状复杂杂的小工工件。24 C1318型单轴六角自动车床控制原理简图1分配轴2主轴正反反转定时时轮3、4、5径向进给给凸轮6送夹料定定时轮7换刀定时时轮8纵向进给给凸轮9刀架滑板板10长齿轮11辅助轴12、16空套齿轮轮13、15定转离合合器14固定离合合器

16、17、30齿轮18凸轮轴19松、夹料料凸轮20送料凸轮轮21送料机构构22夹紧机构构23前刀架24立刀架25后刀架26、27杠杆28回转刀架架29马氏机构构25 C1318型单轴六角自动车床控制原理简图1分配轴2主轴正反反转定时时轮3、4、5径向进给给凸轮6送夹料定定时轮7换刀定时时轮8纵向进给给凸轮9刀架滑板板10长齿轮11辅助轴12、16空套齿轮轮13、15定转离合合器14固定离合合器17、30齿轮18凸轮轴19松、夹料料凸轮20送料凸轮轮21送料机构构22夹紧机构构23前刀架24立刀架25后刀架26、27杠杆28回转刀架架29马氏机构构26凸轮3、4、5控制实现现立刀架架24、后刀架架2

17、5、前刀架架23沿工件直直径方向向快进、工进、快退分配轴 C1318型单轴六角自动车床控制原理简图1分配轴2主轴正反反转定时时轮3、4、5径向进给给凸轮6送夹料定定时轮7换刀定时时轮8纵向进给给凸轮9刀架滑板板10长齿轮11辅助轴12、16空套齿轮轮13、15定转离合合器14固定离合合器17、30齿轮18凸轮轴19松、夹料料凸轮20送料凸轮轮21送料机构构22夹紧机构构23前刀架24立刀架25后刀架26、27杠杆28回转刀架架29马氏机构构27通过齿轮轮传动副副控制纵纵向进给给分配轴轴的转动动速度，凸轮8通过杠杆杆控制刀刀架滑板板9的纵向运运动，实实现回转转刀架28的快进、工进、快退 C131

18、8型单轴六角自动车床控制原理简图1分配轴2主轴正反反转定时时轮3、4、5径向进给给凸轮6送夹料定定时轮7换刀定时时轮8纵向进给给凸轮9刀架滑板板10长齿轮11辅助轴12、16空套齿轮轮13、15定转离合合器14固定离合合器17、30齿轮18凸轮轴19松、夹料料凸轮20送料凸轮轮21送料机构构22夹紧机构构23前刀架24立刀架25后刀架26、27杠杆28回转刀架架29马氏机构构28换刀定时时轮7通过杠杆杆27控制辅助助轴11上的定转转离合器器13的接通与与断开完完成回转转刀架的的回转。定转离合合器13接通，空空套齿轮轮12随辅助轴轴11回转，通通过齿轮轮副的传传递，齿齿轮10转动并接接通换刀刀机

19、构，马氏机机构29使回转刀刀架28转动，完完成刀架架转位。 C1318型单轴六角自动车床控制原理简图1分配轴2主轴正反反转定时时轮3、4、5径向进给给凸轮6送夹料定定时轮7换刀定时时轮8纵向进给给凸轮9刀架滑板板10长齿轮11辅助轴12、16空套齿轮轮13、15定转离合合器14固定离合合器17、30齿轮18凸轮轴19松、夹料料凸轮20送料凸轮轮21送料机构构22夹紧机构构23前刀架24立刀架25后刀架26、27杠杆28回转刀架架29马氏机构构29送夹料由由送夹料料定时轮轮6通过杠杆杆26控制辅助助轴11上的定转转离合器器15的接通与与断开实实现。定转离合合器15接通时，空套齿齿轮随辅辅助轴11

20、一起转动动，通过过17使凸轮轴轴18转动，凸凸轮19、20随转动并并通过杠杠杆控制制送料机机构21与夹紧机机构22 C1318型单轴六角自动车床控制原理简图1分配轴2主轴正反反转定时时轮3、4、5径向进给给凸轮6送夹料定定时轮7换刀定时时轮8纵向进给给凸轮9刀架滑板板10长齿轮11辅助轴12、16空套齿轮轮13、15定转离合合器14固定离合合器17、30齿轮18凸轮轴19松、夹料料凸轮20送料凸轮轮21送料机构构22夹紧机构构23前刀架24立刀架25后刀架26、27杠杆28回转刀架架29马氏机构构30分配轴1是整个机机床的控控制中心心分配轴转转动一圈圈，机床床完成一一个零件件的加工工三、液压压

21、与气动动传动控控制液压传动动控制液压传动动是以液液体为介介质，依依靠运动动液体的的压力能能来传递递动力的的传动。作为动力力传递，因压力力较高，所以用用小的执执行机构构可以输输出较大大的力，并且使使用压力力控制阀阀可以很很容易地地改变它它的输出出（力）。从控制角角度来看看，可按按一定的的速度动动作，并并且在动动作的行行程内可可以调节节速度，因此，液压控制制具有功功率重量量比大、响应速速度快等等优点。31液压传动动控制的的优点：无级调速速，调速速范围大大体积小，质量轻轻、功率率大易实现自自动控制制和过载载保护（安全阀阀）可实现无无间隙传传动，运运动平稳稳液压元件件的自我我润滑作作用液压元件件实现了

22、了标准化化、系列列化、通通用化液压传动动控制的的缺点：液压传动动系统对对温度和和油液污污染比较较敏感，使用和和维护要求高，故障排排除较困困难；由于油液液的压缩缩性和泄泄漏等因因素影响响，液压压传动不不能保证严格格的传动动比；为防止漏漏损，元元件加工工精度较较高，液液压传动动系统成成本可能较高高。32液压控制制系统的的组成（1）动力元件件即液压泵泵作作用：将将电动机机输入的的机械能能转化为为液压能能（是能能量转化化装置）为系统统提供压压力油（2）执行元件件即液压缸缸或液压压马达作用：将将液体的的液压能能转化为为机械能能做功（是能量量转化装装置）（3）控制元件件即各种液液压控制制阀作用：包包括压力

23、力阀、流流量阀和和方向阀阀等。它它们的作作用是根根据需要要无级调节液动动机的速速度，并并对液压压系统中中工作液液体的压压力、流流量和流流向进行行调节控控制。（4）辅助装置置即油箱、油管、管接头头、滤油油器、压压力表等等作用：储储油、输输油、连连接、过过滤、测测量压力力等（5）工作介质质即液压油油作用：实实现运动动和动力力的传递递33液压控制制有机械-液压组合合控制和电气-液压组合合控制两种方式式。电气液压组合控制系统机械-液压组合控制系统1-凸轮 2-活塞 3-油管 4-活塞 5-弹簧 6-执行机构指令存储储装置同同时又是是驱动元元件想一想：此控制制系统是是开环控控制系统统还是闭闭环控制制系统

24、？34发出工作作信号（电压信信号）转化为电电流信号号转化为液液压量液压传动动控制的的应用液压传动动与控制制可以实实现现代代工业所所有机器器的推、拉、调调整或驱驱动。如如：汽车车的操纵纵和制动动、卫星星和宇宙宙飞船的的发射、庄稼的的收割、采煤、驱动机机床、操操纵飞机机、食品品加工、甚至于于钻牙等等。工程机械械：推土土机挖挖掘机压压路机机起重运输输：汽车车吊叉叉车龙龙门吊机械制造造：组合合机床冲冲床自自动线轻工机械械：打包包机注注塑机矿山机械械：凿岩岩机提提升机液液压支支架建筑机械械：打桩桩机平平地机液液压千千斤顶农业机械械：拖拉拉机联联合收割割机冶金机械械：压力力机轧轧钢机智能机械械：模拟拟驾驶

25、舱舱机机器人人汽车工业业：汽车车中的转转向器减减振振器自自卸汽汽车35气动传动动控制气动控制制技术是以压缩缩空气为为工作介介质进行行能量和和信号传传递的工工程技术术，是实实现各种种生产和和自动控控制的重重要手段段之一。气动控制制技术不不仅具有有经济、安全、可靠、便于操操作等优优点，而而且对于于改善劳劳动条件件、提高高劳动生生产率和和产品质质量，具具有非常常重要的的作用。气压传动动系统组组成气压发生生装置、气动执执行元件件、气动动控制元元件（各各种阀）和辅助助元件等等部分组组成。36气压传动动控制的的优点：（1）以空气气为工作作介质，来源方方便，成本低；工作压压力较低低，用后后可直接接排入大大气

26、而无污染。（2）空气黏黏度小，流动时时压力损损失小，一般仅仅为油路路的0.1%，适用于远远距离输输送和集集中供气气。（3）可实现现快速动动作，能能实现过载保护护。（4）工作环境境适应性性好，工作安安全可靠靠，特别别适合于于在易燃燃、易爆爆、多尘尘、强磁磁、强振振和辐射射等恶劣劣环境下下工作，外泄漏漏不污染染环境，在食品品、轻工工、纺织织、印刷刷和精密密检测等等环境中中应用最最为适宜宜。（5）气动元元件结构构简单，易制造造，易实实现标准准化、系系列化和和通用化化。37气压传动动控制的的缺点：（1）因空气气的可压压缩性较较大，使使系统的的动作和和工作速速度稳定定性受负负载变化化的影响响大，运动平稳

27、稳性较差差，不易实实现准确确的速度度控制和和很高的的定位精精度。（2）气动装装置的体体积与液液压传动动相比较较大，产产生的推推力小。其主要要原因是是气压系系统工作作压力低低（0.50.8MPa），不易获得得较大的的输出力力或转矩矩。（3）空气传传递速度度仅限于于声学范范围内，与电、光信号号相比，传递会产产生较大大的延迟迟和失真真，不适合高高速传递递的复杂线线路中，但一般般设备是是可以满满足的。（4）工作噪噪声较大大，高速速排气时时需要加加消声器器。（5）空气不不能润滑滑，故需需要专门门润滑装装置进行行润滑。38控制形式式全气控气气阀系统统；电-气控制电电磁阀系系统；气-电子综合合控制系系统；气

28、动逻辑辑控制系系统 气-电子综合控制系统的构成1-数控系统或PLC 2-接口 3-气阀 4-气动执行元件（1）全气控控气阀系系统：整套系系统全部部采用气气压控制制，特别别适用于防防爆、耐耐灰尘和和潮湿的的场合。（2）电-气控制电电磁阀系系统：全部逻逻辑功能能由电气气系统实实现，电电磁阀完完成电气信号号与气动信信号的转转换。操操作维修修容易，是使用用最普遍遍的形式式。会受到电电场和辐辐射干扰扰。（3）气-电子综合合控制系系统：由数控控系统/PLC与气阀相相结合的的新型气气动系统统。利用用气/电或电/气借口完完成电子信号号与气动信信号的转转换。（4）气动逻逻辑控制制系统：以气动动逻辑元元件组成成的

29、气动动控制器器为核心心，通过过逻辑运运算得出出逻辑控控制信号号。一般般为全气气控制系系统。39控制形式全气控气阀控制气动逻辑控制气-电子综合控制电-气控制电磁阀使用压力/MPa0.20.80.010.800.8直动式00.8先导式0.20.8元件响应速度较慢较快快较慢信号传输速度较慢较慢最快快输出功率大较大较小大流体通道尺寸大较大较小大耐环境影响能力防爆，耐灰尘，较耐振和潮湿注意防爆注意防爆、漏电抗干扰能力不受辐射、磁场影响受磁、电场干扰受磁场、电场、辐射干扰配管或配线较麻烦容易容易寿命106108次最长103107次，电气触点易烧坏对过滤要求膜片、截止式要求一般，间隙密封的滑柱式阀对气源过滤

30、要求高要求一般要求一般，间隙密封滑柱阀要求高维修、调整直观、易调整容易、需懂电子需懂电气，注意电气故障价格低高较高其他停电后可工作一段时间，滑柱式有永久记忆能力有记忆能力，宜与电控系统连接断电时单控阀返回原位，电气元件易得到适用场合动作较简单及大流量动作较复杂及小流量，大流量时要放大动作复杂，运算速度快，特别能用于电子控制的设备电器控制有基础或远距离控制的场合，易与电子控制系统连接气动控制形式选择40液压与气气压传动动控制自动化控控制概念念机械传动动控制自动化控控制系统统的组成成；自动动化控制制的基本本方式本次课内内容机械传动动控制的的特点与与典型实实例液压与气气压传动动控制的的特点与与应用填

31、空题1.自动控制制系统包包括实现现自动控控制功能能的装置置及其控控制对象象，通常常由指令令（）、指令控控制装置置、执行行机构，传递及及转换装装置等部部分构成成。2.自动控制制系统中中的指令令控制装装置的作作用是将将存储在在指令存存储装置置中的（），在需要要的时候候发出。3.数字控制制方式主主要由控控制介质质，数控控装置和和（）组成。4.数字控制制方式适适用于加加工零件件的表面面形状复复杂、品品种经常常改变的的（）和小批量量生产中中所用的的加工设设备。5.开环控制制方式与与闭环控控制方式式的主要要区别在在于（）是否对系系统的控控制产生生影响。6.分散控制制方式与与集中控控制方式式的主要要区别在在

32、于（）与（）是按一定定程序分分散布置置还是集集成。42指令存储储装置指令信息息伺服机构构单件输出量指令存储储装置指令控制制装置判断题1.指令控制制装置能能将指令令存储装装置中的的信息变变为指令令信号发发送出去去，命令令相应的的执行机机构完成成指定动动作。2.传递与转转换装置置在多数数情况下下不需要要改变信信号的质质与量。3.开环控制制方式与与闭环控控制方式式的主要要区别在在于后者者结构比比较复杂杂。4.集中控制制系统也也可称为为时间控控制系统统。5.可变程序序控制系系统中的的程序可可随意改改动，故故可用于于多品种种加工的的场合。43正确错误错误错误正确液压与气气压传动动控制自动化控控制概念念机

33、械传动动控制自动化控控制系统统的组成成；自动动化控制制的基本本方式上次课内内容回顾顾机械传动动控制的的特点与与典型实实例液压与气气压传动动控制的的特点与与应用典型控制制技术的的应用电气传动动控制计算机控控制技术术电气控制制系统工工作循环环的三种种表示方方法，电电气控制制的操作作方式，联锁要要求。本次课内内容普通数控控机床，加工中中心，计计算机数数控，计计算机群群控，适适应控制制。步进电机机/交流伺服服电机的的控制原原理四、电气气传动控控制46电气传动动控制：通过控制电机机传动的控制方方式。电动机把把电能转化化为机械械能去带动各各种类型型的生产产机械。电气控制制是为整个生产设备备和工艺艺过程服服

34、务的，它决定了生产设备备的实用用性、先先进性和和自动化程度的高高低。它它通过执执行预定的控制程程序，使使生产设设备实现现规定的的动作和和目标，以达到到正确和和安全地地自动工工作的目目的。电控系统统除正确确、可靠靠地控制制机床动动作外，应保证证电控系系统本身身处于正正确的状状态，一一旦出现现错误，电控系统统应具有有自诊断断和保护护功能，自动或或提示操操作者作作相应的的操作处处理。电气控制制的特点点和主要要内容按照规定的循循环程序序进行顺顺序动作作是生产设设备自动动化的工工作特点点，电气气控制系系统的任务就是按照照生产设设备的生生产工艺艺要求安排工作作循环程程序，控制执执行元件件，驱动动各动力力部

35、件进进行自动动化加工工。基本要求求： 最大大限度地地满足生产设备备和工艺艺对电气控控制线路路的要求求；保保证控制制线路的的工作安全全和可靠靠； 在满满足生产产工艺要要求的前前提下，控制线线路力求经济济、简单单；应应具有必必要的保护环节节，以确保保设备的的安全运运行。47通过不同同的联锁锁信号来来实现电气控制制系统工作循环环的表示方方法工作循环环图：表示单台生产设备备的工作作循环工作循环环周期表：表示自动生产产线的工作循循环功能能流程图：工业顺顺序控制制程序设设计的功功能说明明图，表表明控制制信息的的传递过程程与逻辑辑关系。双工位组合机床工作循环图的表示方法 动作顺序和信号传递方向 SQ18行程

36、开关等传感元件SP12控制停留时间的死挡铁 SB2起动按钮两个图一一个表，强调每每一个循循环内的的工作流流程与工工作顺序序。48看箭头看文字表2-2 气缸盖加工自动线工作循环周期表50三工位旋转工作台功能流程图基本构成成元素：步、有有向线段段、转移移和动作作说明电气控制制的操作作方式电气控制制设备的的操作方方式：自动循环环（或称连连续循环环）自动上下料半自动循循环（或称单单次循环环）手动上下料调整：对生产产设备进进行调试试时，常常用多个个按钮分分别控制制各动力控控件以实实现“单单步”动动作，但会使使得按钮钮过多，若用PLC进行编码码控制，可减少少按钮数数量。开工循环环和收工工循环：自动线线上有

37、多多个加工工工位，若各工工位上都都没有工工件时开开始自动动线的工工作循环环为开工工循环；若再无无工件进进入自动动线，则则自动线线应进入入收工循循环。51电气控制制的联锁锁要求52生产设备备在运行行中，各各动力部部件的动动作有着着严格的的相互关关系。这这种关系系主要通通过电气气控制系系统的联联锁功能能来加以以保证。按联锁信信号在电电路中所所起的作作用分为为：联锁、自自锁、互互锁、短短时联锁锁、长时时联锁注意：电电气控制制程序的的设计必必须在充充分了解解机床工工艺要求求的基础础上，按按实际需需要考虑虑联锁关关系，不不是越多多越好！重复和和不需要要的联锁锁会使得得故障概概率增加加，并降降低可靠靠性。

38、常用的电电气控制制系统常见的控控制系统统有：固定接线线控制系系统采用早期期的分立立电气元元器件和和印制电电路板的的形式，修改程序序困难，需重新新印制电电路板并并布线。2.可编程序序控制系系统采用PLC来完成指指令存储储，数学学与逻辑辑计算，通信，比较等等功能。可在现现场很方便地更更改程序序，大大缩缩短调试试时间。53常用的电电气控制制系统3.带有数控控功能的的PLC（功能扩扩展）利用数控控模块对对PLC进行功能能扩展，该数控控模块在在PLC系统中独独立工作作，自动动完成程程序指定定操作。可以实实现13轴的控制制，甚至至于具有有插补功功能。4.分布式数数控系统统（DNC）将多个单单轴数控控系统作

39、作为控制制基层设设备，与与主控和和中央控控制系统统连接，利用网网络通信信方式进进行分时时控制，即可实实现车间间数控设设备、生生产工位位的统一一联网管管理。对于复杂杂的数控控组合机机床自动动线，分分布式数数控系统统是最合合适的系系统。54电气传动动控制小小结1.为整个生生产设备备和工艺艺过程服服务，安安排工作作循环。2.工作循环环表示方方法：两两个图一一个表。3.根据控制制作用时时间的不不同，作作用对象象的不同同，控制制操作方方式也不不同。4.电气控制制系统的的控制通通过联锁锁来实现现的。5.四种常用用的电气气控制系系统。55董小姐的格力智能制造工厂56五、计算算机控制制技术计算机在在机械制制造

40、中的的应用已已成为机机械制造造自动化化发展中中的一个个主要方方向。而而且在生生产设备备的控制制自动化化方面起起着越来来越重要要的作用用。一、普通通数控机机床（NC）的控制制采用专用计算算机（数控装装置），以数码码的形式式编制加加工程序序，控制制机床各各运动部部件的动动作顺序序、速度度、位移移量及各各种辅助助功能，以实现现机床加加工过程程的自动动化。二、加工工中心（MC）的控制制能够自动换刀刀的结构更更复杂的的数控机机床，采采用小型型计算机机进行控控制，能能够实现现对同族族零件的的自动加加工。5758DMG超大型车铣复合加工中心三、计算算机数控控与普通数数控的区区别在于于在数控控装置部部分引入入

41、了一台台小型通用用计算机机，能与工工艺过程程控制系系统和管管理信息息系统密密切的配配合。功功能适用用性强，操作更更加方便便。四、计算算机群控控用大型计算机控控制多台数控机床床，能满满足各台台机床数数据共享享的要求求。59计算机群控系统区别？中心计算算机的三三个主要要功能1.间接式群群控系统统用数字通通信传输输线路将将数控系系统和群群控计算算机直接接连接起起来，而而不再连连接纸带带输入机机。只是取代代了纸带带输入机机的功能能，分析析计算、逻辑判判断等仍仍由数控装装置硬件件线路完完成（没没有被计计算机软软件代替替）。2.直接式群群控系统统（DNC）由计算机代代替了数数控装置置的部分分或全部部功能。

42、零件编程程更容易易，数据据收集更更容易，数据随随时调用用，但该系统统投资大大，并且且一旦中中心计算算机发生生故障，群控系系统将全全部停机机。60 间接式群控系统五、适应应控制所谓适应应能力就就是系统本身身能够随随着环境境条件或或结构的的不可预预见的变变化，自自行调整整或修改改系统的的参量。（除了了能适应应环境变变化，还还能适应应通常工工程设计计误差或或参数变变化）要求系统统必须随随时识别别动态特特性、以以便调整整控制器器参数，从而获获得最佳佳性能，增加整整个系统统的可靠靠性。反馈控制制？适应应控制？加削加工的适应控制系统原理图61适应控制制效果主主要取决决于机床床上所用用的传感感器计算机控控制

43、技术术62普通数控机床（NC）的控制以专用计算机（数控装置）实现机床加工过程自动化加工中心（MC）的控制能自动换刀的数控机床多采用微型计算机控制投资大，需很高的利用率 计算机数控（CNC）在数控装置部分引入一台微型通用计算机功能适应性强，能与其它系统密切配合。计算机群控（大型计算机控制多台机床，能实现各机床的数据共享）间接式群控数控装置硬件线路没有被计算机软件取代直接式群控计算机代替硬件数控装置中心计算机发生故障则全部停机适应控制能适应环境或参数不可预见的变化适应控制的效果主要取决于机床上的传感器六、典型型控制技技术的应应用63步进电机机：将电脉脉冲信号号转化为为角位移移，每接接收到一一个电脉脉冲信号号，步进进电机按按设定的方方向转动一个个固定的角