机电一体化系统设计 教学课件 作者 魏天路 倪依纯 第8章 典型机电一体化系统.pptVIP

第8章　典型机电一体化系统 8.1　CNC机床8.2　工业机器人8.3　模糊智能点钞机8.4　汽车的机电一体化 8.1　CNC机床 图8-1　CNC机床加工原理 8.1.1　CNC机床的分类 8.1　CNC机床 目前，CNC机床的种类很多，但总体可以按工艺用途和刀具相对工件移动的轨迹两种方法分类。(1)按工艺用途分类：CNC机床按工艺用途可以分为以下3类：1)一般数控机床。2)多坐标数控机床。3)机械加工中心(MC)。(2)按刀具相对工件移动的轨迹分类：CNC机床按刀具相对工件移动的轨迹可以分为以下3类：1)点位控制数控机床。2)点位直线控制数控机床。3)轮廓控制数控机床。8.1.2　XH714立式加工中心 8.1　CNC机床 该加工中心是中小规模的高效通用自动化机床，设有20把刀具的自动换刀装置，并配有先进的数字控制系统，具有三轴联动控制，工件一次装夹后可自动完成铣、镗、钻、铰和攻螺纹等多道工序的加工。 图8-2　XH714立式加工中心的结构1—床身　2—床鞍　3—工作台　4—操作机　5—铣头　6—立柱　7—电气箱　8—刀库 8.1　CNC机床 表8-1　XH714立式加工中心的主要技术参数 8.1　CNC机床 图8-3　XH714立式加工中心刀库结构1—支架　2—气缸　3—直线滚动导轨副　4—工具导柱　5—工具导向板6—刀具座　7—刀具键　8—圆盘　9、10、11—轴承　12—槽轮 8.1　CNC机床 图8-4　XH714立式加工中心的CNC控制系统框图 8.2　工业机器人 8.2.1　工业机器人的应用领域工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行器的能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器，是一种典型的机电一体化高科技产品。8.2.2　工业机器人的应用实例从功能上看，现有的工业机器人的应用主要涉及搬运、工具及工件装卸、机械加工、铸造、锻造、热处理、焊接(包括点焊和弧焊)、喷漆、喷涂、装配、检验和抛光修整等。1.焊接机器人　焊接机器人有点焊机器人和弧焊机器人等。(1)硬件组成：图8-5所示为HRGH—Ⅱ弧焊机器人控制系统硬件简化框图。 8.2　工业机器人 图8-5　HRGH—Ⅱ弧焊机器人控制系统硬件简化框图 1)第一级微机系统。2)第二级单板机系统。 8.2　工业机器人 (2)软件系统：HRGH—Ⅱ弧焊机器人的软件包括一级机程序和二级机数字伺服软件。 8.2　工业机器人 图8-6　HRGH—Ⅱ软件系统流程图 8.2　工业机器人 2. 搬运机器人　这里简要介绍美国通用汽车公司(GM)研制的一个用于零件搬运与装配的视觉控制机器人，即CONSIGHT系统。 8.2　工业机器人 图8-7　CONSIGHT系统硬件框图 8.2　工业机器人 图8-8　CONSIGHT监控系统操作状态的程序流程图 8.2　工业机器人 8.2.3　工业机器人的发展趋势 工业机器人在许多生产领域的实践证明，它在提高劳动生产率和产品质量以及经济效益、改善工人劳动条件等方面，起着令人瞩目的作用。1)高级智能化。2)组件、构件标准化、模块化。3)结构一体化。4)高精度、高可靠性。5)产品微型化、小型化。6)应用广泛化。 8.3　模糊智能点钞机 8.3.1　功能原理模糊智能点钞机采用红外线、紫外线、磁性和图像等多种技术与模糊逻辑算法相结合，通过检测钞票的长度和宽度来确定币种，通过对钞票的图案和荧光反应来识别钞票的真伪，综合检测钞票的红外线反应及图案变化配合币种来判断其新旧程度。8.3.2　结构特点模糊智能点钞机主要由以下4个部分构成：分钞机构、调整机构、电路部分和吸尘机构。1)分钞机构由下钞板、上下捻钞板、分钞阻力轮、送钞轮、接触钞轮和接触板等构成。 8.3　模糊智能点钞机 2)调整机构分粗调及细调，它们主要由可自锁的螺杆及偏心轮扭簧组成，用于调整新旧钞不同而要求的捻钞间隙不一或是补偿由于长期磨损而导致的间隙变化。3)电路部分主要由电源、传感电路、测控主电路、图像传感器、荧光管的驱动电路、键盘、显示部分和通信接口等几个模块组成。 图8-9　模糊智能点钞机的控制原理图 8.3　模糊智能点钞机 图8-10　新旧币识别原理框图 8.3　模糊智能点钞机 图8-11　新旧币识别检测电路 8.3　模糊智能点钞机 图8-12　荧光检测电路图 8.3.3　应用软件 8.3　模糊智能点钞机 模糊智能点钞机实现了功能的智能化，利用软件控制来完成初始化、系统各部位的诊断、自动起停的控制、键值的处理及相应的模块散转、计数显示内容的刷新、联机通信，并根据结果对连接及夹张、假币和物理缺陷等进行相应的警告显示及停机处理。 图8-13　模糊智能点钞机主程序框图 8.4　汽车的机电一体化 8.4.1　汽车机电一体化技术的