机械制造自动化技术自动化控制方法与技术

自动化控制方法与技术12机械制造自动化技术的发展趋势基本概念机械制造自动化的类型机械制造系统的概念：三个流的概念；什么是自动化；机械制造自动化涉及到的技术机械制造自动化设备的分类、特点与应用范围信息化带动机械制造自动化的发展，推动先进制造模式的出现上次课内容回顾3液压与气压传动控制自动化控制概念机械传动控制自动化控制系统的组成；自动化控制的基本方式本次课内容机械传动控制的特点与典型实例液压与气压传动控制的特点与应用一、自动化控制的概念自动控制系统的基本组成有自动控制功能的装置控制对象集中式分散式（1）指令存储装置用来存储预先设置动作程序的装置（2）指令控制装置将存储在指令存储装置中的指令信息在需要时发出的装置。4一、自动化控制的概念自动控制系统的基本组成有自动控制功能的装置控制对象（3）传递及转换装置

作用：将指令控制装置所发出的指令准确而及时的传送到执行机构的装置。传送过程中发生信号量和质的变化传递介质：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、自动化控制的概念自动控制系统的基本组成有自动控制功能的装置控制对象（4）执行机构完成最终动作的装置6自动化控制的基本要求自动控制系统应能保证各执行机构的使用性能、加工质量、生产效率及工作可靠性。（1）能自动进行。（2）系统模块化，便于独立调试，与系统匹配。（3）具有柔性、能适应加工对象的变化。（4）简单可靠，严格筛选元件。（5）适应环境，抗干扰。（6）及时掌握系统工作状态。（7）便于安装调试维护修理。（8）布线安全合理，整齐美观。（9）不过分追求完美，适应实际条件。必须保证实现具体情况具体对待7自动化控制的基本方式（1）开环控制方式系统输出不影响系统的控制，系统控制不理会输出量的误差，校准要求高。自动门控制系统框图1、系统的输出量直接受输入量的控制；2、信号（或信息）的传递是单向的，总是从输入端单向传至输出端。应精确的校准8自动化控制的基本方式（1）开环控制方式9机械凸轮控制的自动车床，沿时间坐标轴单向运行的任何系统（2）闭环控制方式系统输出直接影响系统的控制，利用反馈来减少系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+-闭环控制系统框图游泳池注水控制系统框图10开环环控控制制的的特特点点：：1、它它是是单单向向的的控控制制过过程程；；2、输输入入量量与与输输出出量量往往往往是是不不同同性性质质的的量量。。闭环环控控制制的的特特点点：：1、有有反反馈馈；；2、会会调调整整；；3、““结结果果””会会影影响响““结结果果””；；4、给给定定量量与与被被控控量量是是可可比比较较的的同同一一种种性性质质的的量量；；5、控控制制精精度度更更高高，，系系统统比比较较复复杂杂。。11（3）分分散散控控制制方方式式（（行行程程或或继继动动））系统统中中的的控控制制部部分分表表现现为为若若干干个个分分散散的的，，有有一一定定相相对对独独立立性性的的子子控控制制机机构构，，这这些些机机构构在在各各自自的的范范围围内内各各司司其其责责，，各各行行其其是是，，互互不不干干涉涉，，各各自自完完成成自自己己的的目目标标。。指令令存储储和控制制装置置按按一定定程程序序分散散布布置置，，控控制制对对象象按按一一定定顺序序动作作（（互互锁锁性性）），，直直到到完完成成预预定定的的全全部部动动作作。。。。优点点：互互锁锁性性，，实实现现自自动动循循环环简简单单；；缺点点：控控制制线线路路可可能能会会变变得得非非常常复复杂杂，，尤尤其其是是某某个个动动作作结结束束要要触触发发多多个个动动作作同同时时进进行行时时；；维维修修和和调调整整也也变变得得复复杂杂。。12（3）分分散散控控制制方方式式（（行行程程或或继继动动））优点点：：实现现自自动动循循环环的的方方法法简简单单，，电电气气元元件件的的通通用用性性强强，，成成本本低低，，系系统统本本身身具具有有一一定定的的互互锁锁性性（（前前一一动动作作没没完完成成、、后后一一动动作作得得不不到到启启动动信信号号））。。缺点点：：顺序序动动作作较较多多时时，，循循环环时时间间增增加加，，对对提提高高生生产产率率不不利利；；指指令令控控制制不不集集中中，，整整体体协协调调困困难难、、电电气气控控制制线线路路复复杂杂，，电电气气元元件件增增多多，，易易引引起起故故障障。。13（4）集集中中控控制制方方式式原理理：：具有有一一个个中中央央指指令令存存储储和和控控制制装装置置，，按时时间间顺顺序序连连续续或或间间隔隔地地各种种控控制制指指令令的的控控制制系系统统。。优点点：：控制制链链短短且且简简单单，，控控制制系系统统比比较较简简单单，，调调整整比比较较方方便便。。每每个个执执行行部部件件的的起起动动指指令令是是由由集集中中控控制制装装置置发发出出的的，，工工作作精精度度和和可可靠靠性性比比较较高高。。14图2-1集中控制（时间控制）系统转鼓鼓转转动动，，凸凸块块分分别别触触碰碰1~5限位位开开关关，，相相应应的的执执行行部部件件开开始始工工作作；；凸凸块块离离开开，，执执行行部部件件停停止止运运动动。。转鼓鼓转转动动使使执执行行部部件件完完成成工工作作循循环环。。调整整执执行行部部件件的的运运动动时时间间？？调整整执执行行部部件件的的工工作作循循环环周周期期？？（5）程程序序控控制制方方式式原理理：：用某种种程程序序来控控制制各各执执行行机机构构。。固定定程程序序控控制制：：程序序固定定不不变变、被被控控对对象象周周期期性性重重复复操操作作。。优点点：：组组成成元元件件少少、、安安装装、、调调试试、、维维护护方方便便。。缺点点：：不不能能改改变变程程序序，，否否则则控控制制系系统统基基本本不不能能满满足足新新要要求求。。适用用范范围围：：品品种种单单一一的的大大批批量量生生产产。。可变变程程序序控控制制：：程序序一定定范范围围内内可可变变，以以适适应应加加工工品品种种的的变变化化。。缺点点：：组组成成元元件件多多、、系系统统较较复复杂杂、、投投资资大大。。适用用范范围围：：中中小小批批量量、、多多品品种种的的生生产产。。较复复杂杂的的可可变变程程序序控控制制装装置置，，采采用用电电子子计计算算机机；；生生产产批批量量大大，，加加工工品品种种变变化化不不大大，，可可采采用用凸凸轮轮机机械械式式控控制制（（品品种种改改变变需需更更换换凸凸轮轮））。。15（6）数数字字控控制制方方式式原理理：：用数控控装装置置（专用用电电子子计计算算机机），，用用代代表表加加工工顺顺序序、、加加工工方方式式和和加加工工参参数数的的数字字码码作为为控控制制指指令令的的控控制制方方式式。。数控控介介质质（（穿穿孔孔带带、、穿穿孔孔卡卡、、磁磁带带记记录录数数字字码码））数控装置置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？主要组组成？？18DMG3D五轴复合加工机床填空题题（每每空五五分，，共35分）1.自动控控制系系统包包括实实现自自动控控制功功能的的装置置及其其控制制对象象，通通常由由指令令（）、指令令控制制装置置、执执行机机构，，传递递及转转换装装置等等部分分构成成。2.自动控控制系系统中中的指指令控控制装装置的的作用用是将将存储储在指指令存存储装装置中中的（），在需需要的的时候候发出出。3.数字控控制方方式主主要由由控制制介质质，数数控装装置和和（）组成。。4.数控控控制方方式适适用于于加工工零件件的表表面形形状复复杂、、品种种经常常改变变的（）和小批批量生生产中中所用用的加加工设设备。。5.开环控控制方方式与与闭环环控制制方式式的主主要区区别在在于（）是否对对系统统的控控制产产生影影响。。6.分散控控制方方式与与集中中控制制方式式的主主要区区别在在于（）与（）是按一一定程程序分分散布布置还还是集集成。。19判断题题（每每题5分，共共25分）1.指令控控制装装置能能将指指令存存储装装置中中的信信息变变为指指令信信号发发送出出去，，命令令相应应的执执行机机构完完成指指定动动作。。2.传递与与转换换装置置在多多数情情况下下不需需要改改变信信号的的质与与量。。3.开环控控制方方式与与闭环环控制制方式式的主主要区区别在在于后后者结结构比比较复复杂。4.集中控控制系系统也也可称称为时时间控控制系系统。5.可变程程序控控制系系统中中的程程序可可随意意改动动，故故可用用于多多品种种加工工的场场合。。20选择题题（每每题10分，共共40分）1.在自动动控制制系统统中，，传递递及转转换装装置的的作用用是将将指令令控制制装置置所发发出的的指令令信息息传送送到（（）。A、指示示装置置B、数控控装置置C、执行行机构构D、计算算机2.在分散散控制制系统统中，，（）。A、指令令存储储和控控制装装置按按一定定程序序分散散布置置B、指令令传递递和转转换装装置按按一定定程序序分散散布置置C、指令令存储储和转转换装装置按按一定定程序序分散散布置置D、指令令存储储和执执行机机构按按一定定程序序分散散布置置3.集中控控制方方式是是具有有一个个中央央指令令存储储和指指令控控制装装置，，并按按（）。A、动作作顺序序连续续或间间隔地地发出出各种种控制制指令令的控控制系系统B、工作作顺序序连续续或间间隔地地发出出各种种控制制指令令的控控制系系统C、位置置顺序序连续续或间间隔地地发出出各种种控制制指令令的控控制系系统D、时间间顺序序连续续或间间隔地地发出出各种种控制制指令令的控控制系系统4.采用程程序控控制方方式使使之自自动进进行工工作循循环的的程序序控制制系统统，是是按照照（）。A、预定定的程程序来来控制制各执执行机机构B、随机机的程程序来来控制制各执执行机机构C、不变变的程程序来来控制制各执执行机机构D、待定定的程程序来来控制制各执执行机机构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号号的的传递递方式二、机械传传动控制机械传动控控制的特点点机械传动控控制方式传传递的动力和信号号一般都是机械连接的。采采用机械传传动控制方方式的自动动化装备中中，几乎所所有运动部部件及机构构，通常都都是由装有有许多凸轮轮的分配轴轴来进行驱驱动和控制制的。这种种控制系统统的另外一一个特点是控制元件件同时又是是驱动元件件。22开环集中控控制系统（（开环时间间控制系统统）程序的存储储和控制均均由机械元元件（凸轮轮、挡块等等）来实现现。这种凸轮机机械传动控控制系统的的主要优点：节拍准确、、结构紧凑凑、工作可可靠、使用用寿命长。。缺点：凸轮的设计计与制造工工作量大、、易产生冲冲击与噪声声（凸轮曲曲线有偏差差时）适用范围：：专用性较强强，适用于加工品种基基本不变的的大批量生产。23机械传动控控制的典型型事例——C1318型单轴转塔塔自动车床床自动车床：是通过凸轮来控制加工工程序的自自动加工机机床，经过过一定设置置与调整后后可以长时时间自动加加工同一种种产品。机机床具有自自动加工，，加工速度度快、复杂杂零件一次次加工成型型，加工精精度准确可可靠，自动动送料、料料完自动停停机、生产产效率高。。开环集中控控制系统（（开环时间间控制系统统）单轴转塔自自动车床具有转塔刀刀架和多个个横向刀架架，可用多多种刀具顺顺序切削，，适合于加加工形状复复杂的小工工件。24C1318型单轴六角自动车床控制原理简图1—分配轴2—主轴正反转转定时轮3、4、5—径向进给凸凸轮6—送夹料定时时轮7—换刀定时轮轮8—纵向进给凸凸轮9—刀架滑板10—长齿轮11—辅助轴12、16—空套齿轮13、15—定转离合器器14—固定离合器器17、30—齿轮18—凸轮轴19—松、夹料凸凸轮20—送料凸轮21—送料机构22—夹紧机构23—前刀架24—立刀架25—后刀架26、27—杠杆28—回转刀架29—马氏机构25C1318型单轴六角自动车床控制原理简图1—分配轴2—主轴正反转转定时轮3、4、5—径向进给凸凸轮6—送夹料定时时轮7—换刀定时轮轮8—纵向进给凸凸轮9—刀架滑板10—长齿轮11—辅助轴12、16—空套齿轮13、15—定转离合器器14—固定离合器器17、30—齿轮18—凸轮轴19—松、夹料凸凸轮20—送料凸轮21—送料机构22—夹紧机构23—前刀架24—立刀架25—后刀架26、27—杠杆28—回转刀架29—马氏机构26凸轮3、4、5控制实现立立刀架24、后刀架25、前刀架23沿工件直径径方向快进进、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—主轴正反转转定时轮3、4、5—径向进给凸凸轮6—送夹料定时时轮7—换刀定时轮轮8—纵向进给凸凸轮9—刀架滑板10—长齿轮11—辅助轴12、16—空套齿轮13、15—定转离合器器14—固定离合器器17、30—齿轮18—凸轮轴19—松、夹料凸凸轮20—送料凸轮21—送料机构22—夹紧机构23—前刀架24—立刀架25—后刀架26、27—杠杆28—回转刀架29—马氏机构27通过齿轮传传动副控制制纵向进给给分配轴的的转动速度度，凸轮8通过杠杆控控制刀架滑滑板9的纵向运动动，实现回回转刀架28的快进、工工进、快退退C1318型单轴六角自动车床控制原理简图1—分配轴2—主轴正反转转定时轮3、4、5—径向进给凸凸轮6—送夹料定时时轮7—换刀定时轮轮8—纵向进给凸凸轮9—刀架滑板10—长齿轮11—辅助轴12、16—空套齿轮13、15—定转离合器器14—固定离合器器17、30—齿轮18—凸轮轴19—松、夹料凸凸轮20—送料凸轮21—送料机构22—夹紧机构23—前刀架24—立刀架25—后刀架26、27—杠杆28—回转刀架29—马氏机构28换刀定时轮7通过杠杆27控制辅助轴11上的定转离合合器13的接通与断开开完成回转刀刀架的回转。。定转离合器13接通，空套齿齿轮12随辅助轴11回转，通过齿齿轮副的传递递，齿轮10转动并接通换换刀机构，马马氏机构29使回转刀架28转动，完成刀刀架转位。C1318型单轴六角自动车床控制原理简图1—分配轴2—主轴正反转定定时轮3、4、5—径向进给凸轮轮6—送夹料定时轮轮7—换刀定时轮8—纵向进给凸轮轮9—刀架滑板10—长齿轮11—辅助轴12、16—空套齿轮13、15—定转离合器14—固定离合器17、30—齿轮18—凸轮轴19—松、夹料凸轮轮20—送料凸轮21—送料机构22—夹紧机构23—前刀架24—立刀架25—后刀架26、27—杠杆28—回转刀架29—马氏机构29送夹料由送夹夹料定时轮6通过杠杆26控制辅助轴11上的定转离合合器15的接通与断开开实现。定转离合器15接通时，空套套齿轮随辅助助轴11一起转动，通通过17使凸轮轴18转动，凸轮19、20随转动并通过过杠杆控制送送料机构21与夹紧机构22C1318型单轴六角自动车床控制原理简图1—分配轴2—主轴正反转定定时轮3、4、5—径向进给凸轮轮6—送夹料定时轮轮7—换刀定时轮8—纵向进给凸轮轮9—刀架滑板10—长齿轮11—辅助轴12、16—空套齿轮13、15—定转离合器14—固定离合器17、30—齿轮18—凸轮轴19—松、夹料凸轮轮20—送料凸轮21—送料机构22—夹紧机构23—前刀架24—立刀架25—后刀架26、27—杠杆28—回转刀架29—马氏机构30分配轴1是整个机床的的控制中心分配轴转动一一圈，机床完完成一个零件件的加工三、液压与气气动传动控制制液压传动控制制液压传动是以以液体为介质质，依靠运动动液体的压力力能来传递动动力的传动。。作为动力传递递，因压力较较高，所以用用小的执行机机构可以输出出较大的力，，并且使用压压力控制阀可可以很容易地地改变它的输输出（力）。。从控制角度来来看，可按一一定的速度动动作，并且在在动作的行程程内可以调节节速度，因此此，液压控制具有有功率重量比比大、响应速速度快等优点点。31液压传动控制制的优点：无级调速，调调速范围大体积小，质量量轻、功率大大易实现自动控控制和过载保保护（安全阀阀）可实现无间隙隙传动，运动动平稳液压元件的自自我润滑作用用液压元件实现现了标准化、、系列化、通通用化液压传动控制制的缺点：液压传动系统统对温度和油油液污染比较较敏感，使用用和维护要求高，故障障排除较困难难；由于油液的压压缩性和泄漏漏等因素影响响，液压传动动不能保证严格的传传动比；为防止漏损，，元件加工精精度较高，液液压传动系统统成本可能较高。32液压控制系统统的组成（1）动力元件即液压泵作作用用：将电动机机输入的机械械能转化为液液压能（是能能量转化装置置）为系统提提供压力油（2）执行元件即液压缸或液液压马达作用：将液体体的液压能转转化为机械能能做功（是能能量转化装置置）（3）控制元件即各种液压控控制阀作用：包括压压力阀、流量量阀和方向阀阀等。它们的的作用是根据据需要无级调节液动机的的速度，并对对液压系统中中工作液体的的压力、流量量和流向进行行调节控制。。（4）辅助装置即油箱、油管管、管接头、、滤油器、压压力表等作用：储油、、输油、连接接、过滤、测测量压力等（5）工作介质即液压油作用：实现运运动和动力的的传递33液压控制有机械-液压组合控制制和电气-液压组合控制制两种方式。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-执行机构指令存储装置置同时又是驱驱动元件想一想：此控控制系统是开开环控制系统统还是闭环控控制系统？34发出工作信号号（电压信号））转化为电流信信号转化为液压量量液压传动控制制的应用液压传动与控控制可以实现现现代工业所所有机器的推推、拉、调整整或驱动。如如：汽车的操操纵和制动、、卫星和宇宙宙飞船的发射射、庄稼的收收割、采煤、、驱动机床、、操纵飞机、、食品加工、、甚至于钻牙牙等。工程程机机械械：：推推土土机机挖挖掘掘机机压压路路机机起重重运运输输：：汽汽车车吊吊叉叉车车龙龙门门吊吊机械械制制造造：：组组合合机机床床冲冲床床自自动动线线轻工工机机械械：：打打包包机机注注塑塑机机矿山山机机械械：：凿凿岩岩机机提提升升机机液液压压支支架架建筑筑机机械械：：打打桩桩机机平平地地机机液液压压千千斤斤顶顶农业业机机械械：：拖拖拉拉机机联联合合收收割割机机冶金金机机械械：：压压力力机机轧轧钢钢机机智能能机机械械：：模模拟拟驾驾驶驶舱舱机机器器人人汽车车工工业业：：汽汽车车中中的的转转向向器器减减振振器器自自卸卸汽汽车车35气动动传传动动控控制制气动动控控制制技技术术是以以压压缩缩空空气气为为工工作作介介质质进进行行能能量量和和信信号号传传递递的的工工程程技技术术，，是是实实现现各各种种生生产产和和自自动动控控制制的的重重要要手手段段之之一一。。气动动控控制制技技术术不不仅仅具具有有经经济济、、安安全全、、可可靠靠、、便便于于操操作作等等优优点点，，而而且且对对于于改改善善劳劳动动条条件件、、提提高高劳劳动动生生产产率率和和产产品品质质量量，，具具有有非非常常重重要要的的作作用用。。▲气压压传传动动系系统统组组成成———气压压发发生生装装置置、、气气动动执执行行元元件件、、气气动动控控制制元元件件（（各各种种阀阀））和和辅辅助助元元件件等等部部分分组组成成。。36气压压传传动动控控制制的的优点点：（1）以以空空气气为为工工作作介介质质，，来来源源方方便便，，成本本低低；工工作作压压力力较较低低，，用用后后可可直直接接排排入入大大气气而而无污污染染。（2）空空气气黏黏度度小小，，流流动动时时压压力力损损失失小小，，一一般般仅仅为为油油路路的的0.1%，适用用于于远远距距离离输输送送和和集集中中供供气气。（3）可可实实现现快快速速动动作作，，能能实实现现过载载保保护护。（4）工作作环环境境适适应应性性好好，工工作作安安全全可可靠靠，，特特别别适适合合于于在在易易燃燃、、易易爆爆、、多多尘尘、、强强磁磁、、强强振振和和辐辐射射等等恶恶劣劣环环境境下下工工作作，，外外泄泄漏漏不不污污染染环环境境，，在在食食品品、、轻轻工工、、纺纺织织、、印印刷刷和和精精密密检检测测等等环环境境中中应应用用最最为为适适宜宜。。（5）气气动动元元件件结结构构简简单单，，易易制制造造，，易易实实现现标标准准化化、、系系列列化化和和通通用用化化。。37气压压传传动动控控制制的的缺点点：（1）因因空空气气的的可可压压缩缩性性较较大大，，使使系系统统的的动动作作和和工工作作速速度度稳稳定定性性受受负负载载变变化化的的影影响响大大，，运动动平平稳稳性性较较差差，不不易易实实现现准准确确的的速速度度控控制制和和很很高高的的定定位位精精度度。。（2）气气动动装装置置的的体体积积与与液液压压传传动动相相比比较较大大，，产产生生的的推推力力小小。。其其主主要要原原因因是是气气压压系系统统工工作作压压力力低低（（0.5~0.8MPa），，不易易获获得得较较大大的的输输出出力力或或转转矩矩。（3）空空气气传传递递速速度度仅仅限限于于声声学学范范围围内内，，与与电电、、光光信信号号相相比比，，传递递会会产产生生较较大大的的延延迟迟和和失失真真，不适适合合高高速速传传递递的复复杂杂线线路路中中，，但但一一般般设设备备是是可可以以满满足足的的。。（4）工工作作噪噪声声较较大大，，高高速速排排气气时时需需要要加加消消声声器器。。（5）空空气气不不能能润润滑滑，，故故需需要要专专门门润润滑滑装装置置进进行行润润滑滑。。38▲控制制形形式式————全气气控控气气阀阀系系统统；电-气控控制制电电磁磁阀阀系系统统；气-电子子综综合合控控制制系系统统；气动动逻逻辑辑控控制制系系统统

气-电子综合控制系统的构成1-数控系统或PLC2-接口3-气阀4-气动执行元件（1）全全气气控控气气阀阀系系统统：整整套套系系统统全全部部采采用用气气压压控控制制，，特特别别适用用于于防防爆爆、、耐耐灰灰尘尘和和潮潮湿湿的的场场合合。（2）电电-气控控制制电电磁磁阀阀系系统统：全全部部逻逻辑辑功功能能由由电电气气系系统统实实现现，，电电磁磁阀阀完完成成电气气信信号号与气气动动信信号号的的转转换换。。操操作作维维修修容容易易，，是是使使用用最最普普遍遍的的形形式式。。会受受到到电电场场和和辐辐射射干干扰扰。（3）气气-电子子综综合合控控制制系系统统：由由数数控控系系统统/PLC与气气阀阀相相结结合合的的新新型型气气动动系系统统。。利利用用气气/电或或电电/气借借口口完完成成电子子信信号号与气气动动信信号号的的转转换换。。（4）气气动动逻逻辑辑控控制制系系统统：以以气气动动逻逻辑辑元元件件组组成成的的气气动动控控制制器器为为核核心心，，通通过过逻逻辑辑运运算算得得出出逻逻辑辑控控制制信信号号。。一一般般为为全全气气控控制制系系统统。。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/MPa0.2～0.80.01～0.80～0.8直动式0～0.8

先导式0.2～0.8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106～108次最长103～107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液压压与与气气压压传传动动控控制制自动化化控制制概念念机械传传动控控制自动化化控制制系统统的组组成；；自动动化控控制的的基本本方式式本次课课内容容机械传传动控控制的的特点点与典典型实实例液压与与气压压传动动控制制的特特点与与应用用填空题题1.自动控控制系系统包包括实实现自自动控控制功功能的的装置置及其其控制制对象象，通通常由由指令令（）、指令令控制制装置置、执执行机机构，，传递递及转转换装装置等等部分分构成成。2.自动控控制系系统中中的指指令控控制装装置的的作用用是将将存储储在指指令存存储装装置中中的（），在需需要的的时候候发出出。3.数字控控制方方式主主要由由控制制介质质，数数控装装置和和（）组成。。4.数字控控制方方式适适用于于加工工零件件的表表面形形状复复杂、、品种种经常常改变变的（）和小批批量生生产中中所用用的加加工设设备。。5.开环控控制方方式与与闭环环控制制方式式的主主要区区别在在于（）是否对对系统统的控控制产产生影影响。。6.分散控控制方方式与与集中中控制制方式式的主主要区区别在在于（）与（）是按一一定程程序分分散布布置还还是集集成。。42指令存存储装装置指令信信息伺服机机构单件输出量量指令存存储装装置指令控控制装装置判断题题1.指令控控制装装置能能将指指令存存储装装置中中的信信息变变为指指令信信号发发送出出去，，命令令相应应的执执行机机构完完成指指定动动作。。2.传递与与转换换装置置在多多数情情况下下不需需要改改变信信号的的质与与量。。3.开环控控制方方式与与闭环环控制制方式式的主主要区区别在在于后后者结结构比比较复复杂。4.集中控控制系系统也也可称称为时时间控控制系系统。5.可变程程序控控制系系统中中的程程序可可随意意改动动，故故可用用于多多品种种加工工的场场合。。43正确错误错误错误正确液压与与气压压传动动控制制自动化化控制制概念念机械传传动控控制自动化化控制制系统统的组组成；；自动动化控控制的的基本本方式式上次课课内容容回顾顾机械传传动控控制的的特点点与典典型实实例液压与与气压压传动动控制制的特特点与与应用用典型控控制技技术的的应用用电气传传动控控制计算机机控制制技术术电气控控制系系统工工作循循环的的三种种表示示方法法，电电气控控制的的操作作方式式，联联锁要要求。。本次课课内容容普通数数控机机床，，加工工中心心，计计算机机数控控，计计算机机群控控，适适应控控制。。步进电电机/交流伺伺服电电机的的控制制原理理四、电电气传传动控控制46电气传传动控控制：：通过过控制电电机传传动的控制制方式式。电动机机把电能转转化为为机械械能去带动动各种种类型型的生生产机机械。。电气控控制是是为整个生产设设备和和工艺艺过程程服务务的，，它决定了了生产设设备的的实用用性、、先进进性和和自动化化程度的的高低低。它它通过过执行行预定的控制制程序序，使使生产产设备备实现现规定定的动动作和和目标标，以以达到到正确确和安安全地地自动动工作作的目目的。。电控系系统除除正确确、可可靠地地控制制机床床动作作外，，应保保证电电控系系统本本身处处于正正确的的状态态，一一旦出出现错错误，，电控系系统应应具有有自诊诊断和和保护护功能能，自动动或提提示操操作者者作相相应的的操作作处理理。电气控制的的特点和主主要内容按照规定的循环环程序进行行顺序动作作是生产设备备自动化的的工作特点点，电气控控制系统的的任务就是按照生生产设备的的生产工艺艺要求安排工作循循环程序，控制执行行元件，驱驱动各动力力部件进行行自动化加加工。▲基本要求：：①最大限限度地满足生产设备和和工艺对电气控制制线路的要要求；②保证证控制线路路的工作安全和和可靠；③在满足足生产工艺艺要求的前前提下，控控制线路力求经济、、简单；④应具具有必要的的保护环节，以确保设设备的安全全运行。47通过不同的的联锁信号号来实现电气控制系系统工作循环的表示方法法工作循环图：表示单台生产设备的的工作循环环工作循环周周期表：表示自动生产线线的工作循环环功能流程程图：工业顺序序控制程序序设计的功功能说明图图，表明控控制信息的的传递过程与与逻辑关系系。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SQ1～8—行程开关等传感元件

SP1～2—控制停留时间的死挡铁SB2—起动按钮两个图一个个表，强调调每一个循循环内的工工作流程与与工作顺序序。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元元素：步、、有向线段段、转移和和动作说明明电气控制的的操作方式式电气控制设设备的操作作方式：——自动循环（或称连续续循环）自动上下料——半自动循环环（或称单次次循环）手动上下料——调整：对生产设设备进行调调试时，常常用多个按按钮分别控控制各动力控件件以实现““单步”动动作，但会使得得按钮过多多，若用PLC进行编码控控制，可减减少按钮数数量。——开工循环和和收工循环环：自动线上上有多个加加工工位，，若各工位位上都没有有工件时开开始自动线线的工作循循环为开工工循环；若若再无工件件进入自动动线，则自自动线应进进入收工循循环。51电气控制的的联锁要求求52生产设备在在运行中，，各动力部部件的动作作有着严格格的相互关关系。这种种关系主要要通过电气气控制系统统的联锁功功能来加以以保证。按联锁信号号在电路中中所起的作作用分为：：联锁、自锁锁、互锁、、短时联锁锁、长时联联锁注意：电气气控制程序序的设计必必须在充分分了解机床床工艺要求求的基础上上，按实际际需要考虑虑联锁关系系，不是越越多越好！！重复和不不需要的联联锁会使得得故障概率率增加，并并降低可靠靠性。常用的电气气控制系统统常见的控制制系统有：：固定接线控控制系统采用早期的的分立电气气元器件和和印制电路路板的形式式，修改程序困困难，需重新印印制电路板板并布线。。2.可编程序控控制系统采用PLC来完成指令令存储，数数学与逻辑辑计算，通通信，比较较等功能。。可在现场场很方便地更改改程序，大大缩短短调试时间间。53常用的电气气控制系统统3.带有数控功功能的PLC（功能扩展展）利用数控模模块对PLC进行功能扩扩展，该数数控模块在在PLC系统中独立立工作，自自动完成程程序指定操操作。可以以实现1～3轴的控制，，甚至于具具有插补功功能。4.分布式数控控系统（DNC）将多个单轴轴数控系统统作为控制制基层设备备，与主控控和中央控控制系统连连接，利用用网络通信信方式进行行分时控制制，即可实实现车间数数控设备、、生产工位位的统一联联网管理。。对于复杂的的数控组合合机床自动动线，分布布式数控系系统是最合合适的系统统。54电气传动控控制小结1.为整个生产产设备和工工艺过程服服务，安排排工作循环环。2.工作循环表表示方法：：两个图一一个表。3.根据控制作作用时间的的不同，作作用对象的的不同，控控制操作方方式也不同同。4.电气控制系系统的控制制通过联锁锁来实现的的。5.四种常用的的电气控制制系统。55董小姐的格力智能制造工厂56五、计算机机控制技术术计算机在机机械制造中中的应用已已成为机械械制造自动动化发展中中的一个主主要方向。。而且在生生产设备的的控制自动动化方面起起着越来越越重要的作作用。一、普通数数控机床（（NC）的控制采用专用计算机机（数控装置置），以数数码的形式式编制加工工程序，控控制机床各各运动部件件的动作顺顺序、速度度、位移量量及各种辅辅助功能，，以实现机机床加工过过程的自动动化。二、加加工中中心（（MC）的控控制能够自动换换刀的结构构更复复杂的的数控控机床床，采采用小小型计计算机机进行行控制制，能能够实实现对对同族族零件件的自自动加加工。。5758DMG超大型车铣复合加工中心三、计计算机机数控控与普通通数控控的区区别在在于在在数控控装置置部分分引入入了一一台小型通通用计计算机机，能与与工艺艺过程程控制制系统统和管管理信信息系系统密密切的的配合合。功功能适适用性性强，，操作作更加加方便便。四、、计计算算机机群群控控用大型型计算算机机控控制制多台台数控控机机床床，，能能满满足足各各台台机机床床数数据据共共享享的的要要求求。。59计算机群控系统区别别？？中心心计计算算机机的的三三个个主主要要功功能能1.间接接式式群群控控系系统统用数数字字通通信信传传输输线线路路将将数数控控系系统统和和群群控控计计算算机机直直接接连连接接起起来来，，而而不不再再连连接接纸纸带带输输入入机机。。只是是取取代代了了纸纸带带输输入入机机的的功功能能，，分分析析计计算算、、逻逻辑辑判判断断等等仍仍由数数控控装装置置硬硬件件线线路路完完成成（（没没有有被被计计算算机机软软件件代代替替））。。2.直接接式式群群控控系系统统（（DNC）由计算算机机代代替替了了数数控控装装置置的的部部分分或或全全部部功功能能。零件件编编程程更更容容易易，，数数据据收收集集更更容容易易，，数数据据随随时时调调用用，，但该该系系统统投投资资大大，，并并且且一一旦旦中中心心计计算算机机发发生生故故障障，，群群控控系系统统将将全全部部停停机机。。60

间接式群控系统五、、适适应应控控制制所谓谓适适应应能能力力就就是是系统统本本身身能能够够随随着着环环境境条条件件或或结结构构的的不不可可预预见见的的变变化化，，自自行行调调整整或或修修改改系系统统的的参参量量。（（除除了了能能适适应应环环境境变变化化，，还还能能适适应应通通常常工工程程设设计计误误差差或或参参数数变变化化））要求求系系统统必必须须随随时时识识别别动动态态特特性性、、以以便便调调整整控控制制器器参参数数，，从从而而获获得得最最佳佳性性能能，，增增加加整整个个系系统统的的可可靠靠性性。。反馈馈控控制制？？适适应应控控制制？？加削加工的适应控制系统原理图61适应应控控制制效效果果主主要要取取决决于于机机床床上上所所用用的的传传感感器器计算算机机控控制制技技术术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、、典典型型控控制制技技术术的的应应用用63步进进电电机机：将将电电脉脉冲冲信信号号转转化化为为角角位位移移，，每每接接收收到到一一个个电电脉脉冲冲信信号号，，步步进进电电机机按按设定定的的方方向向转动动一一个个固定定的角角度度。。如何何控控制制总总的的角角位位移移量量？？如如何何控控制制转转动动的的速速度度？？步进进电电机机的的控控制制63可以以通通过过控制制脉脉冲冲个个数数来来控控制制角角位位移移量量，从从而而达达到到准准确确定定位位的的目目的的；；同时时还