機(jī)械制造自動化技術(shù)自動化控制方法與技術(shù)

自動化控制方法與技術(shù)12機(jī)械制造自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢基本概念機(jī)械制造自動化的類型機(jī)械制造系統(tǒng)的概念：三個流的概念；什么是自動化；機(jī)械制造自動化涉及到的技術(shù)機(jī)械制造自動化設(shè)備的分類、特點(diǎn)與應(yīng)用范圍信息化帶動機(jī)械制造自動化的發(fā)展，推動先進(jìn)制造模式的出現(xiàn)上次課內(nèi)容回顧3液壓與氣壓傳動控制自動化控制概念機(jī)械傳動控制自動化控制系統(tǒng)的組成；自動化控制的基本方式本次課內(nèi)容機(jī)械傳動控制的特點(diǎn)與典型實(shí)例液壓與氣壓傳動控制的特點(diǎn)與應(yīng)用一、自動化控制的概念自動控制系統(tǒng)的基本組成有自動控制功能的裝置控制對象集中式分散式（1）指令存儲裝置用來存儲預(yù)先設(shè)置動作程序的裝置（2）指令控制裝置將存儲在指令存儲裝置中的指令信息在需要時發(fā)出的裝置。4一、自動化控制的概念自動控制系統(tǒng)的基本組成有自動控制功能的裝置控制對象（3）傳遞及轉(zhuǎn)換裝置

作用：將指令控制裝置所發(fā)出的指令準(zhǔn)確而及時的傳送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的裝置。傳送過程中發(fā)生信號量和質(zhì)的變化傳遞介質(zhì)：光電氣液機(jī)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、自動化控制的概念自動控制系統(tǒng)的基本組成有自動控制功能的裝置控制對象（4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成最終動作的裝置6自動化控制的基本要求自動控制系統(tǒng)應(yīng)能保證各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的使用性能、加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及工作可靠性。（1）能自動進(jìn)行。（2）系統(tǒng)模塊化，便于獨(dú)立調(diào)試，與系統(tǒng)匹配。（3）具有柔性、能適應(yīng)加工對象的變化。（4）簡單可靠，嚴(yán)格篩選元件。（5）適應(yīng)環(huán)境，抗干擾。（6）及時掌握系統(tǒng)工作狀態(tài)。（7）便于安裝調(diào)試維護(hù)修理。（8）布線安全合理，整齊美觀。（9）不過分追求完美，適應(yīng)實(shí)際條件。必須保證實(shí)現(xiàn)具體情況具體對待7自動化控制的基本方式（1）開環(huán)控制方式系統(tǒng)輸出不影響系統(tǒng)的控制，系統(tǒng)控制不理會輸出量的誤差，校準(zhǔn)要求高。自動門控制系統(tǒng)框圖1、系統(tǒng)的輸出量直接受輸入量的控制；2、信號（或信息）的傳遞是單向的，總是從輸入端單向傳至輸出端。應(yīng)精確的校準(zhǔn)8自動化控制的基本方式（1）開環(huán)控制方式9機(jī)械凸輪控制的自動車床，沿時間坐標(biāo)軸單向運(yùn)行的任何系統(tǒng)（2）閉環(huán)控制方式系統(tǒng)輸出直接影響系統(tǒng)的控制，利用反饋來減少系統(tǒng)誤差游泳池進(jìn)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)控制系統(tǒng)框圖游泳池注水控制系統(tǒng)框圖10開環(huán)控制的特特點(diǎn)：1、它是單向的的控制過程；；2、輸入量與輸輸出量往往是是不同性質(zhì)的的量。閉環(huán)控制的特特點(diǎn)：1、有反饋；2、會調(diào)整；3、“結(jié)果”會會影響“結(jié)果果”；4、給定量與被被控量是可比比較的同一種種性質(zhì)的量；；5、控制精度更更高，系統(tǒng)比比較復(fù)雜。11（3）分散控制方方式（行程或或繼動）系統(tǒng)中的控制制部分表現(xiàn)為為若干個分散散的，有一定定相對獨(dú)立性性的子控制機(jī)機(jī)構(gòu)，這些機(jī)機(jī)構(gòu)在各自的的范圍內(nèi)各司司其責(zé)，各行行其是，互不不干涉，各自自完成自己的的目標(biāo)。指令存儲和控制裝置按按一定程程序分散布布置，，控制制對象象按一一定順序動作（（互鎖鎖性）），直直到完完成預(yù)預(yù)定的的全部部動作作。。。優(yōu)點(diǎn)：互鎖鎖性，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)自動動循環(huán)環(huán)簡單單；缺點(diǎn)：控制制線路路可能能會變變得非非常復(fù)復(fù)雜，，尤其其是某某個動動作結(jié)結(jié)束要要觸發(fā)發(fā)多個個動作作同時時進(jìn)行行時；；維修修和調(diào)調(diào)整也也變得得復(fù)雜雜。12（3）分散散控制制方式式（行行程或或繼動動）優(yōu)點(diǎn)：：實(shí)現(xiàn)自自動循循環(huán)的的方法法簡單單，電電氣元元件的的通用用性強(qiáng)強(qiáng)，成成本低低，系系統(tǒng)本本身具具有一一定的的互鎖鎖性（（前一一動作作沒完完成、、后一一動作作得不不到啟啟動信信號））。缺點(diǎn)：順序動作較較多時，循循環(huán)時間增增加，對提提高生產(chǎn)率率不利；指指令控制不不集中，整整體協(xié)調(diào)困困難、電氣氣控制線路路復(fù)雜，電電氣元件增增多，易引引起故障。。13（4）集中控制制方式原理：具有一個中中央指令存存儲和控制制裝置，按時間順序序連續(xù)或間間隔地各種控制指指令的控制制系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：控制鏈短且且簡單，控控制系統(tǒng)比比較簡單，，調(diào)整比較較方便。每每個執(zhí)行部部件的起動動指令是由由集中控制制裝置發(fā)出出的，工作作精度和可可靠性比較較高。14圖2-1集中控制（時間控制）系統(tǒng)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動，，凸塊分別別觸碰1~5限位開關(guān)，，相應(yīng)的執(zhí)執(zhí)行部件開開始工作；；凸塊離開開，執(zhí)行部部件停止運(yùn)運(yùn)動。轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動使使執(zhí)行部件件完成工作作循環(huán)。調(diào)整執(zhí)行部部件的運(yùn)動動時間？調(diào)整執(zhí)行部部件的工作作循環(huán)周期期？（5）程序控制制方式原理：用某種程序來控制各執(zhí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。。固定程序控控制：程序固定不變、被控對象象周期性重重復(fù)操作。。優(yōu)點(diǎn)：組成成元件少、、安裝、調(diào)調(diào)試、維護(hù)護(hù)方便。缺點(diǎn)：不能能改變程序序，否則控控制系統(tǒng)基基本不能滿滿足新要求求。適用范圍：：品種單一一的大批量量生產(chǎn)。可變程序控控制：程序一定范圍內(nèi)內(nèi)可變，以適應(yīng)加加工品種的的變化。缺點(diǎn)：組成成元件多、、系統(tǒng)較復(fù)復(fù)雜、投資資大。適用范圍：：中小批量量、多品種種的生產(chǎn)。。較復(fù)雜的可可變程序控控制裝置，，采用電子子計(jì)算機(jī)；；生產(chǎn)批量量大，加工工品種變化化不大，可可采用凸輪輪機(jī)械式控控制（品種種改變需更更換凸輪））。15（6）數(shù)字控制制方式原理：用數(shù)控裝置（專用電子計(jì)計(jì)算機(jī)），用代表表加工順序序、加工方方式和加工工參數(shù)的數(shù)字碼作為控制指指令的控制制方式。數(shù)控介質(zhì)（（穿孔帶、、穿孔卡、、磁帶記錄錄數(shù)字碼））數(shù)控裝置伺服機(jī)構(gòu)數(shù)字控制系系統(tǒng)的組成成圖適用范圍：：加工零件的的表面形狀狀復(fù)雜、品品種經(jīng)常改改變的單件件或小批量量生產(chǎn)。16（7）計(jì)算機(jī)控控制方式原理：利用計(jì)算機(jī)機(jī)來控制部部件的各種種運(yùn)動，功功能更強(qiáng)，，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)更大范圍圍內(nèi)的控制制：能控制制整個加工工車間甚至至整個工廠廠。快速運(yùn)算與與邏輯判斷斷對大量數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時時處理開環(huán)控制方方式17閉環(huán)控制方方式分散控制方方式集中控制方方式程序控制方方式數(shù)字控制方方式計(jì)算機(jī)控制制方式主要區(qū)別？？控制精度度？復(fù)雜程程度？主要區(qū)別？？控制精度度？復(fù)雜程程度？固定程序與與可變程序序，適用范范圍？主要組成？？18DMG3D五軸復(fù)合加工機(jī)床填空題（每每空五分，，共35分）1.自動控制系系統(tǒng)包括實(shí)實(shí)現(xiàn)自動控控制功能的的裝置及其其控制對象象，通常由由指令（）、指令控制制裝置、執(zhí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，，傳遞及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置等等部分構(gòu)成成。2.自動控制系系統(tǒng)中的指指令控制裝裝置的作用用是將存儲儲在指令存存儲裝置中中的（），在需要的的時候發(fā)出出。3.數(shù)字控制方方式主要由由控制介質(zhì)質(zhì)，數(shù)控裝裝置和（）組成。4.數(shù)控控制方方式適用于于加工零件件的表面形形狀復(fù)雜、、品種經(jīng)常常改變的（）和小批量生生產(chǎn)中所用用的加工設(shè)設(shè)備。5.開環(huán)控制方方式與閉環(huán)環(huán)控制方式式的主要區(qū)區(qū)別在于（）是否對系統(tǒng)統(tǒng)的控制產(chǎn)產(chǎn)生影響。。6.分散控制方方式與集中中控制方式式的主要區(qū)區(qū)別在于（）與（）是按一定程程序分散布布置還是集集成。19判斷題（每每題5分，共25分）1.指令控制裝裝置能將指指令存儲裝裝置中的信信息變?yōu)橹钢噶钚盘柊l(fā)發(fā)送出去，，命令相應(yīng)應(yīng)的執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)完成指指定動作。。2.傳遞與轉(zhuǎn)換換裝置在多多數(shù)情況下下不需要改改變信號的的質(zhì)與量。。3.開環(huán)控制方方式與閉環(huán)環(huán)控制方式式的主要區(qū)區(qū)別在于后后者結(jié)構(gòu)比比較復(fù)雜。4.集中控制系系統(tǒng)也可稱稱為時間控控制系統(tǒng)。5.可變程序控控制系統(tǒng)中中的程序可可隨意改動動，故可用用于多品種種加工的場場合。20選擇題（每每題10分，共40分）1.在自動控制制系統(tǒng)中，，傳遞及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換裝置的的作用是將將指令控制制裝置所發(fā)發(fā)出的指令令信息傳送送到（）。A、指示裝置置B、數(shù)控裝置置C、執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)D、計(jì)算機(jī)機(jī)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(jī)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(jìn)進(jìn)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(yù)定的的程序來來控制各各執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)B、隨機(jī)的的程序來來控制各各執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)C、不變的的程序來來控制各各執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)D、待定的的程序來來控制各各執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)21機(jī)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(jī)械械傳動控控制機(jī)械傳動動控制的的特點(diǎn)機(jī)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(jī)械連接的。。采用機(jī)機(jī)械傳動動控制方方式的自自動化裝裝備中，，幾乎所所有運(yùn)動動部件及及機(jī)構(gòu)，，通常都都是由裝裝有許多多凸輪的的分配軸軸來進(jìn)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(diǎn)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(jī)械元元件（凸凸輪、擋擋塊等））來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。這種凸輪輪機(jī)械傳傳動控制制系統(tǒng)的的主要優(yōu)點(diǎn)：節(jié)拍準(zhǔn)確確、結(jié)構(gòu)構(gòu)緊湊、、工作可可靠、使使用壽命命長。缺點(diǎn)：凸輪的設(shè)設(shè)計(jì)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(qiáng)，適用于于加工品種種基本不不變的大大批量生產(chǎn)。23機(jī)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(jī)機(jī)床，經(jīng)經(jīng)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(jī)床具具有自動動加工，，加工速速度快、、復(fù)雜零零件一次次加工成成型，加加工精度度準(zhǔn)確可可靠，自自動送料料、料完完自動停停機(jī)、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(fù)雜雜的小工工件。24C1318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(jìn)給給凸輪6—送夾料定定時輪7—換刀定時時輪8—縱向進(jìn)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(jī)構(gòu)構(gòu)22—夾緊機(jī)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(jī)構(gòu)構(gòu)25C1318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(jìn)給凸輪輪6—送夾料定時輪輪7—換刀定時輪8—縱向進(jìn)給凸輪輪9—刀架滑板10—長齒輪11—輔助軸12、16—空套齒輪13、15—定轉(zhuǎn)離合器14—固定離合器17、30—齒輪18—凸輪軸19—松、夾料凸輪輪20—送料凸輪21—送料機(jī)構(gòu)22—夾緊機(jī)構(gòu)23—前刀架24—立刀架25—后刀架26、27—杠桿28—回轉(zhuǎn)刀架29—馬氏機(jī)構(gòu)26凸輪3、4、5控制實(shí)現(xiàn)立刀刀架24、后刀架25、前刀架23沿工件直徑方方向快進(jìn)、工工進(jìn)、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—主軸正反轉(zhuǎn)定定時輪3、4、5—徑向進(jìn)給凸輪輪6—送夾料定時輪輪7—換刀定時輪8—縱向進(jìn)給凸輪輪9—刀架滑板10—長齒輪11—輔助軸12、16—空套齒輪13、15—定轉(zhuǎn)離合器14—固定離合器17、30—齒輪18—凸輪軸19—松、夾料凸輪輪20—送料凸輪21—送料機(jī)構(gòu)22—夾緊機(jī)構(gòu)23—前刀架24—立刀架25—后刀架26、27—杠桿28—回轉(zhuǎn)刀架29—馬氏機(jī)構(gòu)27通過齒輪傳動動副控制縱向向進(jìn)給分配軸軸的轉(zhuǎn)動速度度，凸輪8通過杠桿控制制刀架滑板9的縱向運(yùn)動，，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)刀刀架28的快進(jìn)、工進(jìn)進(jìn)、快退C1318型單軸六角自動車床控制原理簡圖1—分配軸2—主軸正反轉(zhuǎn)定定時輪3、4、5—徑向進(jìn)給凸輪輪6—送夾料定時輪輪7—換刀定時輪8—縱向進(jìn)給凸輪輪9—刀架滑板10—長齒輪11—輔助軸12、16—空套齒輪13、15—定轉(zhuǎn)離合器14—固定離合器17、30—齒輪18—凸輪軸19—松、夾料凸輪輪20—送料凸輪21—送料機(jī)構(gòu)22—夾緊機(jī)構(gòu)23—前刀架24—立刀架25—后刀架26、27—杠桿28—回轉(zhuǎn)刀架29—馬氏機(jī)構(gòu)28換刀定時輪7通過杠桿27控制輔助軸11上的定轉(zhuǎn)離合合器13的接通與斷開開完成回轉(zhuǎn)刀刀架的回轉(zhuǎn)。。定轉(zhuǎn)離合器13接通，空套齒齒輪12隨輔助軸11回轉(zhuǎn)，通過齒齒輪副的傳遞遞，齒輪10轉(zhuǎn)動并接通換換刀機(jī)構(gòu)，馬馬氏機(jī)構(gòu)29使回轉(zhuǎn)刀架28轉(zhuǎn)動，完成刀刀架轉(zhuǎn)位。C1318型單軸六角自動車床控制原理簡圖1—分配軸2—主軸正反轉(zhuǎn)定定時輪3、4、5—徑向進(jìn)給凸輪輪6—送夾料定時輪輪7—換刀定時輪8—縱向進(jìn)給凸輪輪9—刀架滑板10—長齒輪11—輔助軸12、16—空套齒輪13、15—定轉(zhuǎn)離合器14—固定離合器17、30—齒輪18—凸輪軸19—松、夾料凸輪輪20—送料凸輪21—送料機(jī)構(gòu)22—夾緊機(jī)構(gòu)23—前刀架24—立刀架25—后刀架26、27—杠桿28—回轉(zhuǎn)刀架29—馬氏機(jī)構(gòu)29送夾料由送夾夾料定時輪6通過杠桿26控制輔助軸11上的定轉(zhuǎn)離合合器15的接通與斷開開實(shí)現(xiàn)。定轉(zhuǎn)離合器15接通時，空套套齒輪隨輔助助軸11一起轉(zhuǎn)動，通通過17使凸輪軸18轉(zhuǎn)動，凸輪19、20隨轉(zhuǎn)動并通過過杠桿控制送送料機(jī)構(gòu)21與夾緊機(jī)構(gòu)22C1318型單軸六角自動車床控制原理簡圖1—分配軸2—主軸正反轉(zhuǎn)定定時輪3、4、5—徑向進(jìn)給凸輪輪6—送夾料定時輪輪7—換刀定時輪8—縱向進(jìn)給凸輪輪9—刀架滑板10—長齒輪11—輔助軸12、16—空套齒輪13、15—定轉(zhuǎn)離合器14—固定離合器17、30—齒輪18—凸輪軸19—松、夾料凸輪輪20—送料凸輪21—送料機(jī)構(gòu)22—夾緊機(jī)構(gòu)23—前刀架24—立刀架25—后刀架26、27—杠桿28—回轉(zhuǎn)刀架29—馬氏機(jī)構(gòu)30分配軸1是整個機(jī)床的的控制中心分配軸轉(zhuǎn)動一一圈，機(jī)床完完成一個零件件的加工三、液壓與氣氣動傳動控制制液壓傳動控制制液壓傳動是以以液體為介質(zhì)質(zhì)，依靠運(yùn)動動液體的壓力力能來傳遞動動力的傳動。。作為動力傳遞遞，因壓力較較高，所以用用小的執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)可以輸出出較大的力，，并且使用壓壓力控制閥可可以很容易地地改變它的輸輸出（力）。。從控制角度來來看，可按一一定的速度動動作，并且在在動作的行程程內(nèi)可以調(diào)節(jié)節(jié)速度，因此此，液壓控制具有有功率重量比比大、響應(yīng)速速度快等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。31液壓傳動控制制的優(yōu)點(diǎn)：無級調(diào)速，調(diào)調(diào)速范圍大體積小，質(zhì)量量輕、功率大大易實(shí)現(xiàn)自動控控制和過載保保護(hù)（安全閥閥）可實(shí)現(xiàn)無間隙隙傳動，運(yùn)動動平穩(wěn)液壓元件的自自我潤滑作用用液壓元件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、、系列化、通通用化液壓傳動控制制的缺點(diǎn)：液壓傳動系統(tǒng)統(tǒng)對溫度和油油液污染比較較敏感，使用用和維護(hù)要求高，故障障排除較困難難；由于油液的壓壓縮性和泄漏漏等因素影響響，液壓傳動動不能保證嚴(yán)格的傳傳動比；為防止漏損，，元件加工精精度較高，液液壓傳動系統(tǒng)統(tǒng)成本可能較高。32液壓控制系統(tǒng)統(tǒng)的組成（1）動力元件即液壓泵作作用用：將電動機(jī)機(jī)輸入的機(jī)械械能轉(zhuǎn)化為液液壓能（是能能量轉(zhuǎn)化裝置置）為系統(tǒng)提提供壓力油（2）執(zhí)行元件即液壓缸或液液壓馬達(dá)作用：將液體體的液壓能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能能做功（是能能量轉(zhuǎn)化裝置置）（3）控制元件即各種液壓控控制閥作用：包括壓壓力閥、流量量閥和方向閥閥等。它們的的作用是根據(jù)據(jù)需要無級調(diào)節(jié)液動機(jī)的的速度，并對對液壓系統(tǒng)中中工作液體的的壓力、流量量和流向進(jìn)行行調(diào)節(jié)控制。。（4）輔助裝置即油箱、油管管、管接頭、、濾油器、壓壓力表等作用：儲油、、輸油、連接接、過濾、測測量壓力等（5）工作介質(zhì)即液壓油作用：實(shí)現(xiàn)運(yùn)運(yùn)動和動力的的傳遞33液壓控制有機(jī)械-液壓組合控制制和電氣-液壓組合控制制兩種方式。電氣—液壓組合控制系統(tǒng)機(jī)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(jī)構(gòu)指令存儲裝置置同時又是驅(qū)驅(qū)動元件想一想：此控控制系統(tǒng)是開開環(huán)控制系統(tǒng)統(tǒng)還是閉環(huán)控控制系統(tǒng)？34發(fā)出工作信號號（電壓信號））轉(zhuǎn)化為電流流信號轉(zhuǎn)化為液壓壓量液壓傳動控控制的應(yīng)用用液壓傳動與與控制可以以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代代工業(yè)所有有機(jī)器的推推、拉、調(diào)調(diào)整或驅(qū)動動。如：汽汽車的操縱縱和制動工程程機(jī)機(jī)械械：：推推土土機(jī)機(jī)挖挖掘掘機(jī)機(jī)壓壓路路機(jī)機(jī)起重重運(yùn)運(yùn)輸輸：：汽汽車車吊吊叉叉車車龍龍門門吊吊機(jī)械械制制造造：：組組合合機(jī)機(jī)床床沖沖床床自自動動線線輕工工機(jī)機(jī)械械：：打打包包機(jī)機(jī)注注塑塑機(jī)機(jī)礦山山機(jī)機(jī)械械：：鑿鑿巖巖機(jī)機(jī)提提升升機(jī)機(jī)液液壓壓建筑機(jī)械：打樁機(jī)平地機(jī)液壓千斤頂農(nóng)業(yè)機(jī)械：拖拉機(jī)聯(lián)合收割機(jī)冶金機(jī)械：壓力機(jī)軋鋼機(jī)智能機(jī)械：模擬駕駛艙機(jī)器人汽車工業(yè)：汽車中的轉(zhuǎn)向器減振器自卸汽車35氣動動傳傳動動控控制制氣動動控控制制技技術(shù)術(shù)是以以壓壓縮縮空空氣氣為為工工作作介介質(zhì)質(zhì)進(jìn)進(jìn)行行能能量量和和信信號號傳傳遞遞的的工工程程技技術(shù)術(shù)，，是是實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)各各種種生生產(chǎn)產(chǎn)和和自自動動控控制制的的重重要要手手段段之之一一。。氣動動控控制制技技術(shù)術(shù)不不僅僅具具有有經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)、、安安全全、、可可靠靠、、便便于于操操作作等等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，，而而且且對對于于改改善善勞勞動動條條件件、、提提高高勞勞動動生生產(chǎn)產(chǎn)率率和和產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量量，，具具有有非非常常重重要要的的作作用用。?！鴼鈮簤簜鱾鲃觿酉迪到y(tǒng)統(tǒng)組組成成———?dú)鈮簤喊l(fā)發(fā)生生裝裝置置、、氣氣動動執(zhí)執(zhí)行行元元件件、、氣氣動動控控制制元元件件（（各各種種閥閥））和和輔輔助助元元件件等等部部分分組組成成。。36氣壓壓傳傳動動控控制制的的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：（1）以以空空氣氣為為工工作作介介質(zhì)質(zhì)，，來來源源方方便便，，成本本低低；工工作作壓壓力力較較低低，，用用后后可可直直接接排排入入大大氣氣而而無污污染染。（2）空空氣氣黏黏度度小小，，流流動動時時壓壓力力損損失失小小，，一一般般僅僅為為油油路路的的0.1%，適用用于于遠(yuǎn)遠(yuǎn)距距離離輸輸送送和和集集中中供供氣氣。（3）可可實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)快快速速動動作作，，能能實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)過載載保保護(hù)（4）工作環(huán)境適應(yīng)性好，工作安全可靠，特別適合于在易燃、易爆、多塵、強(qiáng)磁、強(qiáng)振和輻射等惡劣環(huán)境下工作，外泄漏不污染環(huán)境，在食品、輕工、紡織、印刷和精密檢測等環(huán)境中應(yīng)用最為適宜。（5）氣動元件結(jié)構(gòu)簡單，易制造，易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。

37氣壓壓傳傳動動控控制制的的缺點(diǎn)點(diǎn)：（1）因因空空氣氣的的可可壓壓縮縮性性較較大大，，使使系系統(tǒng)統(tǒng)的的動（2）氣動裝置的體積與液壓傳動相比較大，產(chǎn)生的推力小。其主要原因是氣壓系統(tǒng)工作壓力低（0.5~0.8MPa），不易獲得較大的輸出力或轉(zhuǎn)矩。（3）空氣傳遞速度僅限于聲學(xué)范圍內(nèi)，與電、光信號相比，傳遞會產(chǎn)生較大的延遲和失真，不適合高速傳遞的復(fù)雜線路中，但一般設(shè)備是可以滿足的。（4）工作噪聲較大，高速排氣時需要加消聲器。（5）空氣不能潤滑，故需要專門潤滑裝置進(jìn)行潤滑。

38▲控制制形形式式————全氣氣控控氣氣閥閥系系統(tǒng)統(tǒng)；電-氣控控制制電電磁磁閥閥系系統(tǒng)統(tǒng)；氣-電子子綜綜合合控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)；氣動動邏邏輯輯控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)

氣-電子綜合控制系統(tǒng)的構(gòu)成1-數(shù)控系統(tǒng)或PLC2-接口3-氣閥4-氣動執(zhí)行元件（1）全全氣氣控控氣氣閥閥系系統(tǒng)統(tǒng)：整整套套系系統(tǒng)統(tǒng)全全部部采采用用氣氣壓壓控控制制，，特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（3）氣-電子綜合控制系統(tǒng)：由數(shù)控系統(tǒng)/PLC與氣閥相結(jié)合的新型氣動系統(tǒng)。利用氣/電或電/氣借口完成電子信號與氣動信號的轉(zhuǎn)換。（4）氣動邏輯控制系統(tǒng)：以氣動邏輯元件組成的氣動控制器為核心，通過邏輯運(yùn)算得出邏輯控制信號。一般為全氣控制系統(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/MPa0.2～0.80.01～0.80～0.8直動式0～0.8

先導(dǎo)式0.2～0.8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106～108次最長103～107次，電氣觸點(diǎn)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(fù)雜及小流量，大流量時要放大動作復(fù)雜，運(yùn)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(yuǎn)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(jī)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(jī)械傳動動控制的的特點(diǎn)與與典型實(shí)實(shí)例液壓與氣氣壓傳動動控制的的特點(diǎn)與與應(yīng)用填空題1.自動控制制系統(tǒng)包包括實(shí)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（）2.自動控制系統(tǒng)中的指令控制裝置的作用是將存儲在指令存儲裝置中的（），在需要的時候發(fā)出。3.數(shù)字控制方式主要由控制介質(zhì)，數(shù)控裝置和（）組成。

4.數(shù)字控制方式適用于加工零件的表面形狀復(fù)雜、品種經(jīng)常改變的（）和小批量生產(chǎn)中所用的加工設(shè)備。5.開環(huán)控制方式與閉環(huán)控制方式的主要區(qū)別在于（）是否對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生影響。6.分散控制方式與集中控制方式的主要區(qū)別在于（）與（）是按一定程序分散布置還是集成。42指令存儲儲裝置指令信息息伺服機(jī)構(gòu)構(gòu)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(jī)機(jī)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(fù)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(jī)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(jī)械傳動動控制的的特點(diǎn)與與典型實(shí)實(shí)例液壓與氣氣壓傳動動控制的的特點(diǎn)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(jì)算機(jī)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)數(shù)控機(jī)機(jī)床，，加工工中心心，計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)數(shù)控控，計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)群控控，適適應(yīng)控控制。。步進(jìn)電電機(jī)/交流伺伺服電電機(jī)的的控制制原理理四、電電氣傳傳動控控制46電氣傳傳動控控制：：通過過控制電電機(jī)傳傳動的控制制方式式。電動機(jī)機(jī)把電能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為為機(jī)械械能去帶動動各種種類型型的生生產(chǎn)機(jī)機(jī)械。。電氣控控制是是為整個生產(chǎn)設(shè)設(shè)備和和工藝藝過程程服務(wù)務(wù)的，，它決定了了生產(chǎn)設(shè)設(shè)備的的實(shí)用用性、、先進(jìn)進(jìn)性和和自動化化程度的的高低低。它它通過過執(zhí)行行預(yù)定的控制制程序序，使使生產(chǎn)產(chǎn)設(shè)備備實(shí)現(xiàn)現(xiàn)規(guī)定定的動動作和和目標(biāo)標(biāo)，以以達(dá)到到正確確和安安全地地自動動工作作的目目的。。電控系系統(tǒng)除除正確確、可可靠地地控制制機(jī)床床動作作外，，應(yīng)保保證電電控系系統(tǒng)本本身處處于正正確的的狀態(tài)態(tài)，一一旦出出現(xiàn)錯錯誤，，電控系系統(tǒng)應(yīng)應(yīng)具有有自診診斷和和保護(hù)護(hù)功能能，自動動或提提示操操作者者作相相應(yīng)的的操作作處理理。電氣控控制的的特點(diǎn)點(diǎn)和主主要內(nèi)內(nèi)容按照規(guī)定的的循環(huán)環(huán)程序序進(jìn)行行順序序動作作是生產(chǎn)產(chǎn)設(shè)備備自動動化的的工作作特點(diǎn)點(diǎn)，電電氣控控制系系統(tǒng)的的任務(wù)就是按按照生生產(chǎn)設(shè)設(shè)備的的生產(chǎn)產(chǎn)工藝藝要求求安排工工作循循環(huán)程程序，控制制執(zhí)行行元件件，驅(qū)驅(qū)動各各動力力部件件進(jìn)行行自動動化加加工。。▲基本要要求：：①最最大限限度地地滿足生產(chǎn)設(shè)設(shè)備和和工藝藝對電氣氣控制制線路路的要要求；②保保證證控制制線路路的工作安安全和和可靠靠；③在在滿足足生產(chǎn)產(chǎn)工藝藝要求求的前前提下下，控控制線線路力求經(jīng)經(jīng)濟(jì)、、簡單單；④應(yīng)應(yīng)具具有必必要的的保護(hù)環(huán)環(huán)節(jié)，以確確保設(shè)設(shè)備的的安全全運(yùn)行行。47通過不不同的的聯(lián)鎖鎖信號號來實(shí)實(shí)現(xiàn)電氣控控制系系統(tǒng)工作循循環(huán)的表示示方法法工作循循環(huán)圖：表示示單臺生產(chǎn)設(shè)設(shè)備的的工作作循環(huán)環(huán)工作循循環(huán)周周期表：表示示自動生生產(chǎn)線線的工作作循環(huán)環(huán)功能能流程程圖：工業(yè)業(yè)順序序控制制程序序設(shè)計(jì)計(jì)的功功能說說明圖圖，表表明控控制信信息的的傳遞過過程與與邏輯輯關(guān)系系。雙工位組合機(jī)床工作循環(huán)圖的表示方法→動作順序和信號傳遞方向SQ1～8—行程開關(guān)等傳感元件

SP1～2—控制停留時間的死擋鐵SB2—起動按鈕兩個圖圖一個個表，，強(qiáng)調(diào)調(diào)每一一個循循環(huán)內(nèi)內(nèi)的工工作流流程與與工作作順序序。48看箭頭頭看文字字表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)構(gòu)成元元素：：步、、有向向線段段、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移和和動作作說明明電氣控控制的的操作作方式式電氣控控制設(shè)設(shè)備的的操作作方式式：——自動循循環(huán)（或稱稱連續(xù)續(xù)循環(huán)環(huán)）自動上下料料——半自動循環(huán)環(huán)（或稱單次次循環(huán)）手動上下料——調(diào)整：對生產(chǎn)設(shè)設(shè)備進(jìn)行調(diào)調(diào)試時，常常用多個按按鈕分別控控制各動力控件件以實(shí)現(xiàn)““單步”動動作，但會使得得按鈕過多多，若用PLC進(jìn)行編碼控控制，可減減少按鈕數(shù)數(shù)量?！_工循環(huán)和和收工循環(huán)環(huán)：自動線上上有多個加加工工位，，若各工位位上都沒有有工件時開開始自動線線的工作循循環(huán)為開工工循環(huán)；若若再無工件件進(jìn)入自動動線，則自自動線應(yīng)進(jìn)進(jìn)入收工循循環(huán)。51電氣控制的的聯(lián)鎖要求求52生產(chǎn)設(shè)備在在運(yùn)行中，，各動力部部件的動作作有著嚴(yán)格格的相互關(guān)關(guān)系。這種種關(guān)系主要要通過電氣氣控制系統(tǒng)統(tǒng)的聯(lián)鎖功功能來加以以保證。按聯(lián)鎖信號號在電路中中所起的作作用分為：：聯(lián)鎖、自鎖鎖、互鎖、、短時聯(lián)鎖鎖、長時聯(lián)聯(lián)鎖注意：電氣氣控制程序序的設(shè)計(jì)必必須在充分分了解機(jī)床床工藝要求求的基礎(chǔ)上上，按實(shí)際際需要考慮慮聯(lián)鎖關(guān)系系，不是越越多越好！！重復(fù)和不不需要的聯(lián)聯(lián)鎖會使得得故障概率率增加，并并降低可靠靠性。常用的電氣氣控制系統(tǒng)統(tǒng)常見的控制制系統(tǒng)有：：固定接線控控制系統(tǒng)采用早期的的分立電氣氣元器件和和印制電路路板的形式式，修改程序困困難，需重新印印制電路板板并布線。。2.可編程序控控制系統(tǒng)采用PLC來完成指令存存儲，數(shù)學(xué)與與邏輯計(jì)算，，通信，比較較等功能?？煽稍诂F(xiàn)場很方便地更改程程序，大大縮短調(diào)調(diào)試時間。53常用的電氣控控制系統(tǒng)3.帶有數(shù)控功能能的PLC（功能擴(kuò)展））利用數(shù)控模塊塊對PLC進(jìn)行功能擴(kuò)展展，該數(shù)控模模塊在PLC系統(tǒng)中獨(dú)立工工作，自動完完成程序指定定操作?？梢砸詫?shí)現(xiàn)1～3軸的控制，甚甚至于具有插插補(bǔ)功能。4.分布式數(shù)控系系統(tǒng)（DNC）將多個單軸數(shù)數(shù)控系統(tǒng)作為為控制基層設(shè)設(shè)備，與主控控和中央控制制系統(tǒng)連接，，利用網(wǎng)絡(luò)通通信方式進(jìn)行行分時控制，，即可實(shí)現(xiàn)車車間數(shù)控設(shè)備備、生產(chǎn)工位位的統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)管理。對于復(fù)雜的數(shù)數(shù)控組合機(jī)床床自動線，分分布式數(shù)控系系統(tǒng)是最合適適的系統(tǒng)。54電氣傳動控制制小結(jié)1.為整個生產(chǎn)設(shè)設(shè)備和工藝過過程服務(wù)，安安排工作循環(huán)環(huán)。2.工作循環(huán)表示示方法：兩個個圖一個表。。3.根據(jù)控制作用用時間的不同同，作用對象象的不同，控控制操作方式式也不同。4.電氣控制系統(tǒng)統(tǒng)的控制通過過聯(lián)鎖來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的。5.四種常用的電電氣控制系統(tǒng)統(tǒng)。55董小姐的格力智能制造工廠56五、計(jì)算機(jī)控控制技術(shù)計(jì)算機(jī)在機(jī)械械制造中的應(yīng)應(yīng)用已成為機(jī)機(jī)械制造自動動化發(fā)展中的的一個主要方方向。而且在在生產(chǎn)設(shè)備的的控制自動化化方面起著越越來越重要的的作用。一、普通數(shù)控控機(jī)床（NC）的控制采用專用計(jì)算機(jī)（數(shù)控裝置）），以數(shù)碼的的形式編制加加工程序，控控制機(jī)床各運(yùn)運(yùn)動部件的動動作順序、速速度、位移量量及各種輔助助功能，以實(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工工過程的自動動化。二、加工中心心（MC）的控制能夠自動換刀的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜雜的數(shù)控機(jī)床床，采用小型型計(jì)算機(jī)進(jìn)行行控制，能夠夠?qū)崿F(xiàn)對同族族零件的自動動加工。5758DMG超大型車銑復(fù)合加工中心三、計(jì)算機(jī)數(shù)數(shù)控與普通數(shù)控的的區(qū)別在于在在數(shù)控裝置部部分引入了一一臺小型通用計(jì)算算機(jī)，能與工藝過過程控制系統(tǒng)統(tǒng)和管理信息息系統(tǒng)密切的的配合。功能能適用性強(qiáng)，，操作更加方方便。四、計(jì)算機(jī)群群控用大型計(jì)算機(jī)控制多臺數(shù)控機(jī)床，能能滿足各臺機(jī)機(jī)床數(shù)據(jù)共享享的要求。59計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)區(qū)別？中心計(jì)算機(jī)的的三個主要功功能1.間接式群控系系統(tǒng)用數(shù)字通信傳傳輸線路將數(shù)數(shù)控系統(tǒng)和群群控計(jì)算機(jī)直直接連接起來來，而不再連連接紙帶輸入入機(jī)。只是取代了紙紙帶輸入機(jī)的的功能，分析析計(jì)算、邏輯輯判斷等仍由數(shù)控裝置硬硬件線路完成成（沒有被計(jì)計(jì)算機(jī)軟件代代替）。2.直接式群控系系統(tǒng)（DNC）由計(jì)算機(jī)代替了了數(shù)控裝置的的部分或全部部功能。零件編程更容容易，數(shù)據(jù)收收集更容易，，數(shù)據(jù)隨時調(diào)調(diào)用，但該系統(tǒng)投資資大，并且一一旦中心計(jì)算算機(jī)發(fā)生故障障，群控系統(tǒng)統(tǒng)將全部停機(jī)機(jī)。60

間接式群控系統(tǒng)五、適應(yīng)控制制所謂適應(yīng)能力力就是系統(tǒng)本身能夠夠隨著環(huán)境條條件或結(jié)構(gòu)的的不可預(yù)見的的變化，自行行調(diào)整或修改改系統(tǒng)的參量量。（除了能適適應(yīng)環(huán)境變化化，還能適應(yīng)應(yīng)通常工程設(shè)設(shè)計(jì)誤差或參參數(shù)變化）要求系統(tǒng)必須須隨時識別動動態(tài)特性、以以便調(diào)整控制制器參數(shù)，從從而獲得最佳佳性能，增加加整個系統(tǒng)的的可靠性。反饋控制？適適應(yīng)控制？加削加工的適應(yīng)控制系統(tǒng)原理圖61適應(yīng)控制效果果主要取決于于機(jī)床上所用用的傳感器計(jì)算機(jī)控制技技術(shù)62普通數(shù)控機(jī)床（NC）的控制以專用計(jì)算機(jī)（數(shù)控裝置）實(shí)現(xiàn)機(jī)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(jī)床多采用微型計(jì)算機(jī)控制投資大，需很高的利用率

計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）在數(shù)控裝置部分引入一臺微型通用計(jì)算機(jī)功能適應(yīng)性強(qiáng)，能與其它系統(tǒng)密切配合。計(jì)算機(jī)群控（大型計(jì)算機(jī)控制多臺機(jī)床，能實(shí)現(xiàn)各機(jī)床的數(shù)據(jù)共享）間接式群控?cái)?shù)控裝置硬件線路沒有被計(jì)算機(jī)軟件取代直接式群控