2-3機械制造自動化技術(shù)-自動化控制方法與技術(shù)

1、自動化控制方法與技術(shù)12機械制造造自動化化技術(shù)的的發(fā)展趨趨勢基本概念念機械制造造自動化化的類型型機械制造造系統(tǒng)的的概念：三個流流的概念念；什么么是自動動化；機機械制造造自動化化涉及到到的技術(shù)術(shù)機械制造造自動化化設(shè)備的的分類、特點與與應(yīng)用范范圍信息化帶帶動機械械制造自自動化的的發(fā)展，推動先先進制造造模式的的出現(xiàn)上次課內(nèi)內(nèi)容回顧顧3液壓與氣氣壓傳動動控制自動化控控制概念念機械傳動動控制自動化控控制系統(tǒng)統(tǒng)的組成成；自動動化控制制的基本本方式本次課內(nèi)內(nèi)容機械傳動動控制的的特點與與典型實實例液壓與氣氣壓傳動動控制的的特點與與應(yīng)用一、自動動化控制制的概念念自動控制制系統(tǒng)的的基本組組成有自動控制功能的裝置控

2、制對象集中式分散式（1）指令存存儲裝置置用來存儲儲預先設(shè)設(shè)置動作作程序的的裝置（2）指令控控制裝置置將存儲在在指令存存儲裝置置中的指令信息息在需要時發(fā)出的裝裝置。4一、自動動化控制制的概念念自動控制制系統(tǒng)的的基本組組成有自動控制功能的裝置控制對象（3）傳遞及及轉(zhuǎn)換裝裝置作用：將指令控控制裝置置所發(fā)出出的指令令準確而而及時的的傳送到到執(zhí)行機機構(gòu)的裝裝置。傳送過程程中發(fā)生生信號量量和質(zhì)的的變化傳遞介質(zhì)：光電氣液機械信號形式：模擬式、數(shù)字式信號量值：電壓量、電流量 脈沖量等。5一、自動動化控制制的概念念自動控制制系統(tǒng)的的基本組組成有自動控制功能的裝置控制對象（4）執(zhí)行機機構(gòu)完成最終終動作的的裝置6自

3、動化控控制的基基本要求求自動控制制系統(tǒng)應(yīng)應(yīng)能保證證各執(zhí)行行機構(gòu)的的使用性性能、加加工質(zhì)量量、生產(chǎn)產(chǎn)效率及及工作可可靠性。（1）能自動動進行。（2）系統(tǒng)模模塊化，便于獨獨立調(diào)試試，與系系統(tǒng)匹配配。（3）具有柔柔性、能能適應(yīng)加加工對象象的變化化。（4）簡單可可靠，嚴嚴格篩選選元件。（5）適應(yīng)環(huán)環(huán)境，抗抗干擾。（6）及時掌掌握系統(tǒng)統(tǒng)工作狀狀態(tài)。（7）便于安安裝調(diào)試試維護修修理。（8）布線安安全合理理，整齊齊美觀。（9）不過分分追求完完美，適適應(yīng)實際際條件。必須保證證實現(xiàn)具體情況況具體對對待7自動化控控制的基基本方式式（1）開環(huán)控控制方式式系統(tǒng)輸出出不影響響系統(tǒng)的的控制，系統(tǒng)控控制不理理會輸出出量的誤

4、誤差，校校準要求求高。自動門控控制系統(tǒng)統(tǒng)框圖1、系統(tǒng)的的輸出量直接受輸入量的控制；2、信號（或信息息）的傳傳遞是單向的，總是是從輸入入端單向向傳至輸輸出端。應(yīng)精確的的校準8自動化控控制的基基本方式式（1）開環(huán)控控制方式式9機械凸輪輪控制的的自動車車床，沿沿時間坐坐標軸單單向運行行的任何何系統(tǒng)（2）閉環(huán)控控制方式式系統(tǒng)輸出直接接影響系系統(tǒng)的控控制，利用反反饋來減減少系統(tǒng)統(tǒng)誤差游泳池進水閥門控制器給定水位水流量游泳池的水位（輸出）檢測裝置比較器+-閉環(huán)控制制系統(tǒng)框框圖游泳池注注水控制制系統(tǒng)框框圖10開環(huán)控制制的特點點：1、它是單單向的控控制過程程；2、輸入量量與輸出出量往往往是不同同性質(zhì)的的量。閉

5、環(huán)控制制的特點點：1、有反饋饋；2、會調(diào)整整；3、“結(jié)果果”會影影響“結(jié)結(jié)果”；4、給定量量與被控控量是可可比較的的同一種種性質(zhì)的的量；5、控制精精度更高高，系統(tǒng)統(tǒng)比較復復雜。11（3）分散控控制方式式（行程程或繼動動）系統(tǒng)中的的控制部部分表現(xiàn)現(xiàn)為若干干個分散散的，有有一定相相對獨立立性的子子控制機機構(gòu)，這這些機構(gòu)構(gòu)在各自自的范圍圍內(nèi)各司司其責，各行其其是，互互不干涉涉，各自自完成自自己的目目標。指令存儲和控制裝置按一定程序序分散布置置，控制制對象按按一定順序動作（互互鎖性），直到到完成預預定的全全部動作作。優(yōu)點：互鎖性性，實現(xiàn)現(xiàn)自動循循環(huán)簡單單；缺點：控制線線路可能能會變得得非常復復雜，尤尤

6、其是某某個動作作結(jié)束要要觸發(fā)多多個動作作同時進進行時；維修和和調(diào)整也也變得復復雜。12（3）分散控控制方式式（行程程或繼動動）優(yōu)點：實現(xiàn)自動動循環(huán)的的方法簡簡單，電電氣元件件的通用用性強，成本低低，系統(tǒng)統(tǒng)本身具具有一定定的互鎖鎖性（前前一動作作沒完成成、后一一動作得得不到啟啟動信號號）。缺點：順序動作作較多時時，循環(huán)環(huán)時間增增加，對對提高生生產(chǎn)率不不利；指指令控制制不集中中，整體體協(xié)調(diào)困困難、電電氣控制制線路復復雜，電電氣元件件增多，易引起起故障。13（4）集中控控制方式式原理：具有一個個中央指指令存儲儲和控制制裝置，按時間順順序連續(xù)續(xù)或間隔隔地各種控制制指令的的控制系系統(tǒng)。優(yōu)點：控制鏈短短且

7、簡單單，控制制系統(tǒng)比比較簡單單，調(diào)整整比較方方便。每每個執(zhí)行行部件的的起動指指令是由由集中控控制裝置置發(fā)出的的，工作作精度和和可靠性性比較高高。14圖2-1 集中控制（時間控制）系統(tǒng)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動動，凸塊塊分別觸觸碰15限位開關(guān)關(guān)，相應(yīng)應(yīng)的執(zhí)行行部件開開始工作作；凸塊塊離開，執(zhí)行部部件停止止運動。轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動動使執(zhí)行行部件完完成工作作循環(huán)。調(diào)整執(zhí)行行部件的的運動時時間？調(diào)整執(zhí)行行部件的的工作循循環(huán)周期期？（5）程序控控制方式式原理：用某種程序序來控制各各執(zhí)行機機構(gòu)。固定程序序控制：程序固定不變變、被控對對象周期期性重復復操作。優(yōu)點：組組成元件件少、安安裝、調(diào)調(diào)試、維維護方便便。缺點：不不能改變變程序，否

8、則控控制系統(tǒng)統(tǒng)基本不不能滿足足新要求求。適用范圍圍：品種種單一的的大批量量生產(chǎn)。可變程序序控制：程序一定范圍圍內(nèi)可變變，以適應(yīng)應(yīng)加工品品種的變變化。缺點：組組成元件件多、系系統(tǒng)較復復雜、投投資大。適用范圍圍：中小小批量、多品種種的生產(chǎn)產(chǎn)。較復雜的的可變程程序控制制裝置，采用電電子計算算機；生生產(chǎn)批量量大，加加工品種種變化不不大，可可采用凸凸輪機械械式控制制（品種種改變需需更換凸凸輪）。15（6）數(shù)字控控制方式式原理：用數(shù)控裝置置（專用電子子計算機機），用代代表加工工順序、加工方方式和加加工參數(shù)數(shù)的數(shù)字碼作為控制制指令的的控制方方式。數(shù)控介質(zhì)質(zhì)（穿孔孔帶、穿穿孔卡、磁帶記記錄數(shù)字字碼）數(shù)控裝置置

9、伺服機構(gòu)構(gòu)數(shù)字控制制系統(tǒng)的的組成圖圖適用范圍圍：加工零件件的表面面形狀復復雜、品品種經(jīng)常常改變的的單件或或小批量量生產(chǎn)。16（7）計算機機控制方方式原理：利用計算算機來控控制部件件的各種種運動，功能更更強，可可以實現(xiàn)現(xiàn)更大范范圍內(nèi)的的控制：能控制制整個加加工車間間甚至整整個工廠廠。快速運算算與邏輯輯判斷對大量數(shù)數(shù)據(jù)進行行實時處處理開環(huán)控制制方式17閉環(huán)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數(shù)字控制制方式計算機控控制方式式主要區(qū)別別？控制制精度？復雜程程度？主要區(qū)別別？控制制精度？復雜程程度？固定程序序與可變變程序，適用范范圍？主要組成成？18DMG 3D五軸復合加工機床填空題（每

10、空五五分，共共35分）1.自動控制制系統(tǒng)包包括實現(xiàn)現(xiàn)自動控控制功能能的裝置置及其控控制對象象，通常常由指令令（）、指令控控制裝置置、執(zhí)行行機構(gòu)，傳遞及及轉(zhuǎn)換裝裝置等部部分構(gòu)成成。2.自動控制制系統(tǒng)中中的指令令控制裝裝置的作作用是將將存儲在在指令存存儲裝置置中的（），在需要要的時候候發(fā)出。3.數(shù)字控制制方式主主要由控控制介質(zhì)質(zhì)，數(shù)控控裝置和和（）組成。4.數(shù)控控制制方式適適用于加加工零件件的表面面形狀復復雜、品品種經(jīng)常常改變的的（）和小批量量生產(chǎn)中中所用的的加工設(shè)設(shè)備。5.開環(huán)控制制方式與與閉環(huán)控控制方式式的主要要區(qū)別在在于（）是否對系系統(tǒng)的控控制產(chǎn)生生影響。6.分散控制制方式與與集中控控制方式

11、式的主要要區(qū)別在在于（）與（）是按一定定程序分分散布置置還是集集成。19判斷題（每題5分，共25分）1.指令控制制裝置能能將指令令存儲裝裝置中的的信息變變?yōu)橹噶盍钚盘柊l(fā)發(fā)送出去去，命令令相應(yīng)的的執(zhí)行機機構(gòu)完成成指定動動作。2.傳遞與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置置在多數(shù)數(shù)情況下下不需要要改變信信號的質(zhì)質(zhì)與量。3.開環(huán)控制制方式與與閉環(huán)控控制方式式的主要要區(qū)別在在于后者者結(jié)構(gòu)比比較復雜雜。4.集中控制制系統(tǒng)也也可稱為為時間控控制系統(tǒng)統(tǒng)。5.可變程序序控制系系統(tǒng)中的的程序可可隨意改改動，故故可用于于多品種種加工的的場合。20選擇題（每題10分，共40分）1.在自動控控制系統(tǒng)統(tǒng)中，傳傳遞及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置置的作用用是將指指令

12、控制制裝置所所發(fā)出的的指令信信息傳送送到（）。A、指示裝裝置B、數(shù)控裝裝置C、執(zhí)行機機構(gòu)D、計算機機2.在分散控控制系統(tǒng)統(tǒng)中，（）。A、指令存存儲和控控制裝置置按一定定程序分分散布置置B、指令傳傳遞和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置置按一定定程序分分散布置置C、指令存存儲和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置置按一定定程序分分散布置置D、指令存存儲和執(zhí)執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)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個中央央指令存存儲和指指令控制制裝置，并按（）。A、動作順順序連續(xù)續(xù)或間隔隔地發(fā)出出各種控控制指令令的控制制系統(tǒng)B、工作順順序連續(xù)續(xù)或間隔隔地發(fā)出出各種控控制指令令的控制制系統(tǒng)C、位置順順序連續(xù)續(xù)或間隔隔地發(fā)出出各種控控制指令令的

13、控制制系統(tǒng)D、時間順順序連續(xù)續(xù)或間隔隔地發(fā)出出各種控控制指令令的控制制系統(tǒng)4.采用程序序控制方方式使之之自動進進行工作作循環(huán)的的程序控控制系統(tǒng)統(tǒng)，是按按照（）。A、預定的的程序來來控制各各執(zhí)行機機構(gòu)B、隨機的的程序來來控制各各執(zhí)行機機構(gòu)C、不變的的程序來來控制各各執(zhí)行機機構(gòu)D、待定的的程序來來控制各各執(zhí)行機機構(gòu)21機械傳動控制液壓傳動控制氣動傳動控制電氣傳動控制動力與信信號的的的傳遞方方式二、機械械傳動控控制機械傳動動控制的的特點機械傳動動控制方方式傳遞遞的動力和信信號一般都是是機械連接的。采用機機械傳動動控制方方式的自自動化裝裝備中，幾乎所所有運動動部件及及機構(gòu)，通常都都是由裝裝有許多多凸輪

14、的的分配軸軸來進行行驅(qū)動和和控制的的。這種種控制系系統(tǒng)的另另外一個個特點是控制元元件同時時又是驅(qū)驅(qū)動元件件。22開環(huán)集中中控制系系統(tǒng)（開開環(huán)時間間控制系系統(tǒng)）程序的存存儲和控控制均由由機械元元件（凸凸輪、擋擋塊等）來實現(xiàn)現(xiàn)。這種凸輪輪機械傳傳動控制制系統(tǒng)的的主要優(yōu)點：節(jié)拍準確確、結(jié)構(gòu)構(gòu)緊湊、工作可可靠、使使用壽命命長。缺點：凸輪的設(shè)設(shè)計與制制造工作作量大、易產(chǎn)生生沖擊與與噪聲（凸輪曲曲線有偏偏差時）適用范圍圍：專用性較較強，適用于于加工品種種基本不不變的大大批量生產(chǎn)。23機械傳動動控制的的典型事事例C1318型單軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)塔自動動車床自動車床床：是通過凸輪來控制加加工程序序的自動動加工機機床，經(jīng)經(jīng)

15、過一定定設(shè)置與與調(diào)整后后可以長長時間自自動加工工同一種種產(chǎn)品。機床具具有自動動加工，加工速速度快、復雜零零件一次次加工成成型，加加工精度度準確可可靠，自自動送料料、料完完自動停停機、生生產(chǎn)效率率高。開環(huán)集中中控制系系統(tǒng)（開開環(huán)時間間控制系系統(tǒng)）單軸轉(zhuǎn)塔塔自動車車床具有轉(zhuǎn)塔塔刀架和和多個橫橫向刀架架，可用用多種刀刀具順序序切削，適合于于加工形形狀復雜雜的小工工件。24 C1318型單軸六角自動車床控制原理簡圖1分配軸2主軸正反反轉(zhuǎn)定時時輪3、4、5徑向進給給凸輪6送夾料定定時輪7換刀定時時輪8縱向進給給凸輪9刀架滑板板10長齒輪11輔助軸12、16空套齒輪輪13、15定轉(zhuǎn)離合合器14固定離合合器

16、17、30齒輪18凸輪軸19松、夾料料凸輪20送料凸輪輪21送料機構(gòu)構(gòu)22夾緊機構(gòu)構(gòu)23前刀架24立刀架25后刀架26、27杠桿28回轉(zhuǎn)刀架架29馬氏機構(gòu)構(gòu)25 C1318型單軸六角自動車床控制原理簡圖1分配軸2主軸正反反轉(zhuǎn)定時時輪3、4、5徑向進給給凸輪6送夾料定定時輪7換刀定時時輪8縱向進給給凸輪9刀架滑板板10長齒輪11輔助軸12、16空套齒輪輪13、15定轉(zhuǎn)離合合器14固定離合合器17、30齒輪18凸輪軸19松、夾料料凸輪20送料凸輪輪21送料機構(gòu)構(gòu)22夾緊機構(gòu)構(gòu)23前刀架24立刀架25后刀架26、27杠桿28回轉(zhuǎn)刀架架29馬氏機構(gòu)構(gòu)26凸輪3、4、5控制實現(xiàn)現(xiàn)立刀架架24、后刀架架2

17、5、前刀架架23沿工件直直徑方向向快進、工進、快退分配軸 C1318型單軸六角自動車床控制原理簡圖1分配軸2主軸正反反轉(zhuǎn)定時時輪3、4、5徑向進給給凸輪6送夾料定定時輪7換刀定時時輪8縱向進給給凸輪9刀架滑板板10長齒輪11輔助軸12、16空套齒輪輪13、15定轉(zhuǎn)離合合器14固定離合合器17、30齒輪18凸輪軸19松、夾料料凸輪20送料凸輪輪21送料機構(gòu)構(gòu)22夾緊機構(gòu)構(gòu)23前刀架24立刀架25后刀架26、27杠桿28回轉(zhuǎn)刀架架29馬氏機構(gòu)構(gòu)27通過齒輪輪傳動副副控制縱縱向進給給分配軸軸的轉(zhuǎn)動動速度，凸輪8通過杠桿桿控制刀刀架滑板板9的縱向運運動，實實現(xiàn)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)刀架28的快進、工進、快退 C131

18、8型單軸六角自動車床控制原理簡圖1分配軸2主軸正反反轉(zhuǎn)定時時輪3、4、5徑向進給給凸輪6送夾料定定時輪7換刀定時時輪8縱向進給給凸輪9刀架滑板板10長齒輪11輔助軸12、16空套齒輪輪13、15定轉(zhuǎn)離合合器14固定離合合器17、30齒輪18凸輪軸19松、夾料料凸輪20送料凸輪輪21送料機構(gòu)構(gòu)22夾緊機構(gòu)構(gòu)23前刀架24立刀架25后刀架26、27杠桿28回轉(zhuǎn)刀架架29馬氏機構(gòu)構(gòu)28換刀定時時輪7通過杠桿桿27控制輔助助軸11上的定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)離合器器13的接通與與斷開完完成回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)刀架的的回轉(zhuǎn)。定轉(zhuǎn)離合合器13接通，空空套齒輪輪12隨輔助軸軸11回轉(zhuǎn)，通通過齒輪輪副的傳傳遞，齒齒輪10轉(zhuǎn)動并接接通換刀刀機

19、構(gòu)，馬氏機機構(gòu)29使回轉(zhuǎn)刀刀架28轉(zhuǎn)動，完完成刀架架轉(zhuǎn)位。 C1318型單軸六角自動車床控制原理簡圖1分配軸2主軸正反反轉(zhuǎn)定時時輪3、4、5徑向進給給凸輪6送夾料定定時輪7換刀定時時輪8縱向進給給凸輪9刀架滑板板10長齒輪11輔助軸12、16空套齒輪輪13、15定轉(zhuǎn)離合合器14固定離合合器17、30齒輪18凸輪軸19松、夾料料凸輪20送料凸輪輪21送料機構(gòu)構(gòu)22夾緊機構(gòu)構(gòu)23前刀架24立刀架25后刀架26、27杠桿28回轉(zhuǎn)刀架架29馬氏機構(gòu)構(gòu)29送夾料由由送夾料料定時輪輪6通過杠桿桿26控制輔助助軸11上的定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)離合器器15的接通與與斷開實實現(xiàn)。定轉(zhuǎn)離合合器15接通時，空套齒齒輪隨輔輔助軸11

20、一起轉(zhuǎn)動動，通過過17使凸輪軸軸18轉(zhuǎn)動，凸凸輪19、20隨轉(zhuǎn)動并并通過杠杠桿控制制送料機機構(gòu)21與夾緊機機構(gòu)22 C1318型單軸六角自動車床控制原理簡圖1分配軸2主軸正反反轉(zhuǎn)定時時輪3、4、5徑向進給給凸輪6送夾料定定時輪7換刀定時時輪8縱向進給給凸輪9刀架滑板板10長齒輪11輔助軸12、16空套齒輪輪13、15定轉(zhuǎn)離合合器14固定離合合器17、30齒輪18凸輪軸19松、夾料料凸輪20送料凸輪輪21送料機構(gòu)構(gòu)22夾緊機構(gòu)構(gòu)23前刀架24立刀架25后刀架26、27杠桿28回轉(zhuǎn)刀架架29馬氏機構(gòu)構(gòu)30分配軸1是整個機機床的控控制中心心分配軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動一圈圈，機床床完成一一個零件件的加工工三、液壓壓

21、與氣動動傳動控控制液壓傳動動控制液壓傳動動是以液液體為介介質(zhì)，依依靠運動動液體的的壓力能能來傳遞遞動力的的傳動。作為動力力傳遞，因壓力力較高，所以用用小的執(zhí)執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)可以輸輸出較大大的力，并且使使用壓力力控制閥閥可以很很容易地地改變它它的輸出出（力）。從控制角角度來看看，可按按一定的的速度動動作，并并且在動動作的行行程內(nèi)可可以調(diào)節(jié)節(jié)速度，因此，液壓控制制具有功功率重量量比大、響應(yīng)速速度快等等優(yōu)點。31液壓傳動動控制的的優(yōu)點：無級調(diào)速速，調(diào)速速范圍大大體積小，質(zhì)量輕輕、功率率大易實現(xiàn)自自動控制制和過載載保護（安全閥閥）可實現(xiàn)無無間隙傳傳動，運運動平穩(wěn)穩(wěn)液壓元件件的自我我潤滑作作用液壓元件件實現(xiàn)了

22、了標準化化、系列列化、通通用化液壓傳動動控制的的缺點：液壓傳動動系統(tǒng)對對溫度和和油液污污染比較較敏感，使用和和維護要求高，故障排排除較困困難；由于油液液的壓縮縮性和泄泄漏等因因素影響響，液壓壓傳動不不能保證嚴格格的傳動動比；為防止漏漏損，元元件加工工精度較較高，液液壓傳動動系統(tǒng)成成本可能較高高。32液壓控制制系統(tǒng)的的組成（1）動力元件件即液壓泵泵作作用：將將電動機機輸入的的機械能能轉(zhuǎn)化為為液壓能能（是能能量轉(zhuǎn)化化裝置）為系統(tǒng)統(tǒng)提供壓壓力油（2）執(zhí)行元件件即液壓缸缸或液壓壓馬達作用：將將液體的的液壓能能轉(zhuǎn)化為為機械能能做功（是能量量轉(zhuǎn)化裝裝置）（3）控制元件件即各種液液壓控制制閥作用：包包括壓力

23、力閥、流流量閥和和方向閥閥等。它它們的作作用是根根據(jù)需要要無級調(diào)節(jié)液動動機的速速度，并并對液壓壓系統(tǒng)中中工作液液體的壓壓力、流流量和流流向進行行調(diào)節(jié)控控制。（4）輔助裝置置即油箱、油管、管接頭頭、濾油油器、壓壓力表等等作用：儲儲油、輸輸油、連連接、過過濾、測測量壓力力等（5）工作介質(zhì)質(zhì)即液壓油油作用：實實現(xiàn)運動動和動力力的傳遞遞33液壓控制制有機械-液壓組合合控制和電氣-液壓組合合控制兩種方式式。電氣液壓組合控制系統(tǒng)機械-液壓組合控制系統(tǒng)1-凸輪 2-活塞 3-油管 4-活塞 5-彈簧 6-執(zhí)行機構(gòu)指令存儲儲裝置同同時又是是驅(qū)動元元件想一想：此控制制系統(tǒng)是是開環(huán)控控制系統(tǒng)統(tǒng)還是閉閉環(huán)控制制系統(tǒng)

24、？34發(fā)出工作作信號（電壓信信號）轉(zhuǎn)化為電電流信號號轉(zhuǎn)化為液液壓量液壓傳動動控制的的應(yīng)用液壓傳動動與控制制可以實實現(xiàn)現(xiàn)代代工業(yè)所所有機器器的推、拉、調(diào)調(diào)整或驅(qū)驅(qū)動。如如：汽車車的操縱縱和制動動、衛(wèi)星星和宇宙宙飛船的的發(fā)射、莊稼的的收割、采煤、驅(qū)動機機床、操操縱飛機機、食品品加工、甚至于于鉆牙等等。工程機械械：推土土機挖挖掘機壓壓路機機起重運輸輸：汽車車吊叉叉車龍龍門吊機械制造造：組合合機床沖沖床自自動線輕工機械械：打包包機注注塑機礦山機械械：鑿巖巖機提提升機液液壓支支架建筑機械械：打樁樁機平平地機液液壓千千斤頂農(nóng)業(yè)機械械：拖拉拉機聯(lián)聯(lián)合收割割機冶金機械械：壓力力機軋軋鋼機智能機械械：模擬擬駕駛

25、艙艙機機器人人汽車工業(yè)業(yè)：汽車車中的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器減減振振器自自卸汽汽車35氣動傳動動控制氣動控制制技術(shù)是以壓縮縮空氣為為工作介介質(zhì)進行行能量和和信號傳傳遞的工工程技術(shù)術(shù)，是實實現(xiàn)各種種生產(chǎn)和和自動控控制的重重要手段段之一。氣動控制制技術(shù)不不僅具有有經(jīng)濟、安全、可靠、便于操操作等優(yōu)優(yōu)點，而而且對于于改善勞勞動條件件、提高高勞動生生產(chǎn)率和和產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量，具具有非常常重要的的作用。氣壓傳動動系統(tǒng)組組成氣壓發(fā)生生裝置、氣動執(zhí)執(zhí)行元件件、氣動動控制元元件（各各種閥）和輔助助元件等等部分組組成。36氣壓傳動動控制的的優(yōu)點：（1）以空氣氣為工作作介質(zhì)，來源方方便，成本低；工作壓壓力較低低，用后后可直接接排入大大氣

26、而無污染。（2）空氣黏黏度小，流動時時壓力損損失小，一般僅僅為油路路的0.1%，適用于遠遠距離輸輸送和集集中供氣氣。（3）可實現(xiàn)現(xiàn)快速動動作，能能實現(xiàn)過載保護護。（4）工作環(huán)境境適應(yīng)性性好，工作安安全可靠靠，特別別適合于于在易燃燃、易爆爆、多塵塵、強磁磁、強振振和輻射射等惡劣劣環(huán)境下下工作，外泄漏漏不污染染環(huán)境，在食品品、輕工工、紡織織、印刷刷和精密密檢測等等環(huán)境中中應(yīng)用最最為適宜宜。（5）氣動元元件結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單，易制造造，易實實現(xiàn)標準準化、系系列化和和通用化化。37氣壓傳動動控制的的缺點：（1）因空氣氣的可壓壓縮性較較大，使使系統(tǒng)的的動作和和工作速速度穩(wěn)定定性受負負載變化化的影響響大，運動平穩(wěn)

27、穩(wěn)性較差差，不易實實現(xiàn)準確確的速度度控制和和很高的的定位精精度。（2）氣動裝裝置的體體積與液液壓傳動動相比較較大，產(chǎn)產(chǎn)生的推推力小。其主要要原因是是氣壓系系統(tǒng)工作作壓力低低（0.50.8MPa），不易獲得得較大的的輸出力力或轉(zhuǎn)矩矩。（3）空氣傳傳遞速度度僅限于于聲學范范圍內(nèi)，與電、光信號號相比，傳遞會產(chǎn)產(chǎn)生較大大的延遲遲和失真真，不適合高高速傳遞遞的復雜線線路中，但一般般設(shè)備是是可以滿滿足的。（4）工作噪噪聲較大大，高速速排氣時時需要加加消聲器器。（5）空氣不不能潤滑滑，故需需要專門門潤滑裝裝置進行行潤滑。38控制形式式全氣控氣氣閥系統(tǒng)統(tǒng)；電-氣控制電電磁閥系系統(tǒng)；氣-電子綜合合控制系系統(tǒng)；氣

28、動邏輯輯控制系系統(tǒng) 氣-電子綜合控制系統(tǒng)的構(gòu)成1-數(shù)控系統(tǒng)或PLC 2-接口 3-氣閥 4-氣動執(zhí)行元件（1）全氣控控氣閥系系統(tǒng)：整套系系統(tǒng)全部部采用氣氣壓控制制，特別別適用于防防爆、耐耐灰塵和和潮濕的的場合。（2）電-氣控制電電磁閥系系統(tǒng)：全部邏邏輯功能能由電氣氣系統(tǒng)實實現(xiàn)，電電磁閥完完成電氣信號號與氣動信信號的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換。操操作維修修容易，是使用用最普遍遍的形式式。會受到電電場和輻輻射干擾擾。（3）氣-電子綜合合控制系系統(tǒng)：由數(shù)控控系統(tǒng)/PLC與氣閥相相結(jié)合的的新型氣氣動系統(tǒng)統(tǒng)。利用用氣/電或電/氣借口完完成電子信號號與氣動信信號的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換。（4）氣動邏邏輯控制制系統(tǒng)：以氣動動邏輯元元件組成成的

29、氣動動控制器器為核心心，通過過邏輯運運算得出出邏輯控控制信號號。一般般為全氣氣控制系系統(tǒng)。39控制形式全氣控氣閥控制氣動邏輯控制氣-電子綜合控制電-氣控制電磁閥使用壓力/MPa0.20.80.010.800.8直動式00.8先導式0.20.8元件響應(yīng)速度較慢較快快較慢信號傳輸速度較慢較慢最快快輸出功率大較大較小大流體通道尺寸大較大較小大耐環(huán)境影響能力防爆，耐灰塵，較耐振和潮濕注意防爆注意防爆、漏電抗干擾能力不受輻射、磁場影響受磁、電場干擾受磁場、電場、輻射干擾配管或配線較麻煩容易容易壽命106108次最長103107次，電氣觸點易燒壞對過濾要求膜片、截止式要求一般，間隙密封的滑柱式閥對氣源過濾

30、要求高要求一般要求一般，間隙密封滑柱閥要求高維修、調(diào)整直觀、易調(diào)整容易、需懂電子需懂電氣，注意電氣故障價格低高較高其他停電后可工作一段時間，滑柱式有永久記憶能力有記憶能力，宜與電控系統(tǒng)連接斷電時單控閥返回原位，電氣元件易得到適用場合動作較簡單及大流量動作較復雜及小流量，大流量時要放大動作復雜，運算速度快，特別能用于電子控制的設(shè)備電器控制有基礎(chǔ)或遠距離控制的場合，易與電子控制系統(tǒng)連接氣動控制形式選擇40液壓與氣氣壓傳動動控制自動化控控制概念念機械傳動動控制自動化控控制系統(tǒng)統(tǒng)的組成成；自動動化控制制的基本本方式本次課內(nèi)內(nèi)容機械傳動動控制的的特點與與典型實實例液壓與氣氣壓傳動動控制的的特點與與應(yīng)用填

31、空題1.自動控制制系統(tǒng)包包括實現(xiàn)現(xiàn)自動控控制功能能的裝置置及其控控制對象象，通常常由指令令（）、指令控控制裝置置、執(zhí)行行機構(gòu)，傳遞及及轉(zhuǎn)換裝裝置等部部分構(gòu)成成。2.自動控制制系統(tǒng)中中的指令令控制裝裝置的作作用是將將存儲在在指令存存儲裝置置中的（），在需要要的時候候發(fā)出。3.數(shù)字控制制方式主主要由控控制介質(zhì)質(zhì)，數(shù)控控裝置和和（）組成。4.數(shù)字控制制方式適適用于加加工零件件的表面面形狀復復雜、品品種經(jīng)常常改變的的（）和小批量量生產(chǎn)中中所用的的加工設(shè)設(shè)備。5.開環(huán)控制制方式與與閉環(huán)控控制方式式的主要要區(qū)別在在于（）是否對系系統(tǒng)的控控制產(chǎn)生生影響。6.分散控制制方式與與集中控控制方式式的主要要區(qū)別在在

32、于（）與（）是按一定定程序分分散布置置還是集集成。42指令存儲儲裝置指令信息息伺服機構(gòu)構(gòu)單件輸出量指令存儲儲裝置指令控制制裝置判斷題1.指令控制制裝置能能將指令令存儲裝裝置中的的信息變變?yōu)橹噶盍钚盘柊l(fā)發(fā)送出去去，命令令相應(yīng)的的執(zhí)行機機構(gòu)完成成指定動動作。2.傳遞與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置置在多數(shù)數(shù)情況下下不需要要改變信信號的質(zhì)質(zhì)與量。3.開環(huán)控制制方式與與閉環(huán)控控制方式式的主要要區(qū)別在在于后者者結(jié)構(gòu)比比較復雜雜。4.集中控制制系統(tǒng)也也可稱為為時間控控制系統(tǒng)統(tǒng)。5.可變程序序控制系系統(tǒng)中的的程序可可隨意改改動，故故可用于于多品種種加工的的場合。43正確錯誤錯誤錯誤正確液壓與氣氣壓傳動動控制自動化控控制概念念機

33、械傳動動控制自動化控控制系統(tǒng)統(tǒng)的組成成；自動動化控制制的基本本方式上次課內(nèi)內(nèi)容回顧顧機械傳動動控制的的特點與與典型實實例液壓與氣氣壓傳動動控制的的特點與與應(yīng)用典型控制制技術(shù)的的應(yīng)用電氣傳動動控制計算機控控制技術(shù)術(shù)電氣控制制系統(tǒng)工工作循環(huán)環(huán)的三種種表示方方法，電電氣控制制的操作作方式，聯(lián)鎖要要求。本次課內(nèi)內(nèi)容普通數(shù)控控機床，加工中中心，計計算機數(shù)數(shù)控，計計算機群群控，適適應(yīng)控制制。步進電機機/交流伺服服電機的的控制原原理四、電氣氣傳動控控制46電氣傳動動控制：通過控制電機機傳動的控制方方式。電動機把把電能轉(zhuǎn)化化為機械械能去帶動各各種類型型的生產(chǎn)產(chǎn)機械。電氣控制制是為整個生產(chǎn)設(shè)備備和工藝藝過程服服

34、務(wù)的，它決定了生產(chǎn)設(shè)備備的實用用性、先先進性和和自動化程度的高高低。它它通過執(zhí)執(zhí)行預定的控制程程序，使使生產(chǎn)設(shè)設(shè)備實現(xiàn)現(xiàn)規(guī)定的的動作和和目標，以達到到正確和和安全地地自動工工作的目目的。電控系統(tǒng)統(tǒng)除正確確、可靠靠地控制制機床動動作外，應(yīng)保證證電控系系統(tǒng)本身身處于正正確的狀狀態(tài)，一一旦出現(xiàn)現(xiàn)錯誤，電控系統(tǒng)統(tǒng)應(yīng)具有有自診斷斷和保護護功能，自動或或提示操操作者作作相應(yīng)的的操作處處理。電氣控制制的特點點和主要要內(nèi)容按照規(guī)定的循循環(huán)程序序進行順順序動作作是生產(chǎn)設(shè)設(shè)備自動動化的工工作特點點，電氣氣控制系系統(tǒng)的任務(wù)就是按照照生產(chǎn)設(shè)設(shè)備的生生產(chǎn)工藝藝要求安排工作作循環(huán)程程序，控制執(zhí)執(zhí)行元件件，驅(qū)動動各動力力部

35、件進進行自動動化加工工?；疽笄螅?最大大限度地地滿足生產(chǎn)設(shè)備備和工藝藝對電氣控控制線路路的要求求；保保證控制制線路的的工作安全全和可靠靠； 在滿滿足生產(chǎn)產(chǎn)工藝要要求的前前提下，控制線線路力求經(jīng)濟濟、簡單單；應(yīng)應(yīng)具有必必要的保護環(huán)節(jié)節(jié)，以確保保設(shè)備的的安全運運行。47通過不同同的聯(lián)鎖鎖信號來來實現(xiàn)電氣控制制系統(tǒng)工作循環(huán)環(huán)的表示方方法工作循環(huán)環(huán)圖：表示單臺生產(chǎn)設(shè)備備的工作作循環(huán)工作循環(huán)環(huán)周期表：表示自動生產(chǎn)產(chǎn)線的工作循循環(huán)功能能流程圖：工業(yè)順順序控制制程序設(shè)設(shè)計的功功能說明明圖，表表明控制制信息的的傳遞過程程與邏輯輯關(guān)系。雙工位組合機床工作循環(huán)圖的表示方法 動作順序和信號傳遞方向 SQ18行程

36、開關(guān)等傳感元件SP12控制停留時間的死擋鐵 SB2起動按鈕兩個圖一一個表，強調(diào)每每一個循循環(huán)內(nèi)的的工作流流程與工工作順序序。48看箭頭看文字表2-2 氣缸蓋加工自動線工作循環(huán)周期表50三工位旋轉(zhuǎn)工作臺功能流程圖基本構(gòu)成成元素：步、有有向線段段、轉(zhuǎn)移移和動作作說明電氣控制制的操作作方式電氣控制制設(shè)備的的操作方方式：自動循環(huán)環(huán)（或稱連連續(xù)循環(huán)環(huán)）自動上下料半自動循循環(huán)（或稱單單次循環(huán)環(huán)）手動上下料調(diào)整：對生產(chǎn)產(chǎn)設(shè)備進進行調(diào)試試時，常常用多個個按鈕分分別控制制各動力控控件以實實現(xiàn)“單單步”動動作，但會使使得按鈕鈕過多，若用PLC進行編碼碼控制，可減少少按鈕數(shù)數(shù)量。開工循環(huán)環(huán)和收工工循環(huán)：自動線線上有

37、多多個加工工工位，若各工工位上都都沒有工工件時開開始自動動線的工工作循環(huán)環(huán)為開工工循環(huán)；若再無無工件進進入自動動線，則則自動線線應(yīng)進入入收工循循環(huán)。51電氣控制制的聯(lián)鎖鎖要求52生產(chǎn)設(shè)備備在運行行中，各各動力部部件的動動作有著著嚴格的的相互關(guān)關(guān)系。這這種關(guān)系系主要通通過電氣氣控制系系統(tǒng)的聯(lián)聯(lián)鎖功能能來加以以保證。按聯(lián)鎖信信號在電電路中所所起的作作用分為為：聯(lián)鎖、自自鎖、互互鎖、短短時聯(lián)鎖鎖、長時時聯(lián)鎖注意：電電氣控制制程序的的設(shè)計必必須在充充分了解解機床工工藝要求求的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，按按實際需需要考慮慮聯(lián)鎖關(guān)關(guān)系，不不是越多多越好！重復和和不需要要的聯(lián)鎖鎖會使得得故障概概率增加加，并降降低可靠靠性。

38、常用的電電氣控制制系統(tǒng)常見的控控制系統(tǒng)統(tǒng)有：固定接線線控制系系統(tǒng)采用早期期的分立立電氣元元器件和和印制電電路板的的形式，修改程序序困難，需重新新印制電電路板并并布線。2.可編程序序控制系系統(tǒng)采用PLC來完成指指令存儲儲，數(shù)學學與邏輯輯計算，通信，比較等等功能。可在現(xiàn)現(xiàn)場很方便地更更改程序序，大大縮縮短調(diào)試試時間。53常用的電電氣控制制系統(tǒng)3.帶有數(shù)控控功能的的PLC（功能擴擴展）利用數(shù)控控模塊對對PLC進行功能能擴展，該數(shù)控控模塊在在PLC系統(tǒng)中獨獨立工作作，自動動完成程程序指定定操作?？梢詫崒崿F(xiàn)13軸的控制制，甚至至于具有有插補功功能。4.分布式數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)（DNC）將多個單單軸數(shù)控控系統(tǒng)作

39、作為控制制基層設(shè)設(shè)備，與與主控和和中央控控制系統(tǒng)統(tǒng)連接，利用網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信信方式進進行分時時控制，即可實實現(xiàn)車間間數(shù)控設(shè)設(shè)備、生生產(chǎn)工位位的統(tǒng)一一聯(lián)網(wǎng)管管理。對于復雜雜的數(shù)控控組合機機床自動動線，分分布式數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)是最合合適的系系統(tǒng)。54電氣傳動動控制小小結(jié)1.為整個生生產(chǎn)設(shè)備備和工藝藝過程服服務(wù)，安安排工作作循環(huán)。2.工作循環(huán)環(huán)表示方方法：兩兩個圖一一個表。3.根據(jù)控制制作用時時間的不不同，作作用對象象的不同同，控制制操作方方式也不不同。4.電氣控制制系統(tǒng)的的控制通通過聯(lián)鎖鎖來實現(xiàn)現(xiàn)的。5.四種常用用的電氣氣控制系系統(tǒng)。55董小姐的格力智能制造工廠56五、計算算機控制制技術(shù)計算機在在機械制制造

40、中的的應(yīng)用已已成為機機械制造造自動化化發(fā)展中中的一個個主要方方向。而而且在生生產(chǎn)設(shè)備備的控制制自動化化方面起起著越來來越重要要的作用用。一、普通通數(shù)控機機床（NC）的控制制采用專用計算算機（數(shù)控裝裝置），以數(shù)碼碼的形式式編制加加工程序序，控制制機床各各運動部部件的動動作順序序、速度度、位移移量及各各種輔助助功能，以實現(xiàn)現(xiàn)機床加加工過程程的自動動化。二、加工工中心（MC）的控制制能夠自動換刀刀的結(jié)構(gòu)更更復雜的的數(shù)控機機床，采采用小型型計算機機進行控控制，能能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)對同族族零件的的自動加加工。5758DMG超大型車銑復合加工中心三、計算算機數(shù)控控與普通數(shù)數(shù)控的區(qū)區(qū)別在于于在數(shù)控控裝置部部分引入入

41、了一臺臺小型通用用計算機機，能與工工藝過程程控制系系統(tǒng)和管管理信息息系統(tǒng)密密切的配配合。功功能適用用性強，操作更更加方便便。四、計算算機群控控用大型計算機控控制多臺數(shù)控機床床，能滿滿足各臺臺機床數(shù)數(shù)據(jù)共享享的要求求。59計算機群控系統(tǒng)區(qū)別？中心計算算機的三三個主要要功能1.間接式群群控系統(tǒng)統(tǒng)用數(shù)字通通信傳輸輸線路將將數(shù)控系系統(tǒng)和群群控計算算機直接接連接起起來，而而不再連連接紙帶帶輸入機機。只是取代代了紙帶帶輸入機機的功能能，分析析計算、邏輯判判斷等仍仍由數(shù)控裝裝置硬件件線路完完成（沒沒有被計計算機軟軟件代替替）。2.直接式群群控系統(tǒng)統(tǒng)（DNC）由計算機代代替了數(shù)數(shù)控裝置置的部分分或全部部功能。

42、零件編程程更容易易，數(shù)據(jù)據(jù)收集更更容易，數(shù)據(jù)隨隨時調(diào)用用，但該系統(tǒng)統(tǒng)投資大大，并且且一旦中中心計算算機發(fā)生生故障，群控系系統(tǒng)將全全部停機機。60 間接式群控系統(tǒng)五、適應(yīng)應(yīng)控制所謂適應(yīng)應(yīng)能力就就是系統(tǒng)本身身能夠隨隨著環(huán)境境條件或或結(jié)構(gòu)的的不可預預見的變變化，自自行調(diào)整整或修改改系統(tǒng)的的參量。（除了了能適應(yīng)應(yīng)環(huán)境變變化，還還能適應(yīng)應(yīng)通常工工程設(shè)計計誤差或或參數(shù)變變化）要求系統(tǒng)統(tǒng)必須隨隨時識別別動態(tài)特特性、以以便調(diào)整整控制器器參數(shù)，從而獲獲得最佳佳性能，增加整整個系統(tǒng)統(tǒng)的可靠靠性。反饋控制制？適應(yīng)應(yīng)控制？加削加工的適應(yīng)控制系統(tǒng)原理圖61適應(yīng)控制制效果主主要取決決于機床床上所用用的傳感感器計算機控控制

43、技術(shù)術(shù)62普通數(shù)控機床（NC）的控制以專用計算機（數(shù)控裝置）實現(xiàn)機床加工過程自動化加工中心（MC）的控制能自動換刀的數(shù)控機床多采用微型計算機控制投資大，需很高的利用率 計算機數(shù)控（CNC）在數(shù)控裝置部分引入一臺微型通用計算機功能適應(yīng)性強，能與其它系統(tǒng)密切配合。計算機群控（大型計算機控制多臺機床，能實現(xiàn)各機床的數(shù)據(jù)共享）間接式群控數(shù)控裝置硬件線路沒有被計算機軟件取代直接式群控計算機代替硬件數(shù)控裝置中心計算機發(fā)生故障則全部停機適應(yīng)控制能適應(yīng)環(huán)境或參數(shù)不可預見的變化適應(yīng)控制的效果主要取決于機床上的傳感器六、典型型控制技技術(shù)的應(yīng)應(yīng)用63步進電機機：將電脈脈沖信號號轉(zhuǎn)化為為角位移移，每接接收到一一個電脈脈沖信號號，步進進電機按按設(shè)定的方方向轉(zhuǎn)動一個個固定的角