机械工程概论 作者 刘永贤 蔡光起 主编 第五章 机械自动化技术.pptVIP

机电一体化技术：从系统的观点出发，将机械技术 、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。 机电一体化不是机械 与电子简单的叠加，而 是在信息论、控制论和 系统论的基础上建立起 来的应用技术 机电一体化一般包含机电一体化产品(系统)和机电一体化技术两层含义。 典型的机电一体化产品(系统)有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。 数 控 铣 床 6、系统总体技术 系统总体技术是一种从整体目标出发，用系统工程的观点和方法，将系统各个功能模块有机的结合起来，以实现整体最优。其重要内容为接口技术。接口包括电气接口、机械接口、人机接口 机械能 压力能 机械能 先通过动力元件（液压泵）将原动机（如电动机）输入的机械能转换为液体压力能，再经密封管道和控制元件等输送至执行元件（如液压缸），将液体压力能又转换为机械能以驱动工作部件 。 概念 简称工控机(IPC，Industrial Personal Computer)，主要用于工业过程测量、控制、数据采集等工作。以工控机为核心的测量和控制系统，处理来自工业系统的输入信号，再根据控制要求将处理结果输出到执行机构，去控制生产过程，同时对生产进行监督和管理。 使用环境 特点 高可靠性 实时性 维护方便性 可扩充性 与普通计算机系统软、硬件兼容性 发展 工业控制计算机的组成 工业控制计算机的组成 工业控制计算机的总线结构 STD总线 ISA总线 PCI总线 其他总线 VME总线 Compact PCI总线/PXI PC-104总线，PC-104+总线 STD32 EISA AT96 CAN等各种现场总线 工业控制计算机的总线结构 3、内部总线 I2C总线 SPI总线 SCI总线 4、系统总线 ISA总线 EISA总线 VESA总线 PCI总线 5、外部总线 RS232C总线 RS485总线 IEEE488总线 USB总线 6、工控机总线 STD总线 AT96总线 VME总线 COMPACT PCI总线 PXI总线 PC/104总线 一、数字控制与数控技术 数字控制（Numerical Control NC）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。 数控技术（Numerical Control Technology）采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。 3、多坐标数控机床 二）、按控制运动方式分类 2、直线控制数控机床 三）、按伺服系统的不同分类 2、闭环数控机床 3、半闭环数控机床 四）、按所用数控装置类型分类 五）、按加工方式分类 2.工业机器人控制系统 (1)机器人控制系统功能 　机器人控制系统是机器人的重要组成部分，用于实现对操作机的控制，以完成特定的工作任务，其基本功能有：坐标设置功能、记忆功能、示教功能、与外部设备联系功能、人机接口、传感器接口、位置伺服功能和故障诊断安全保护功能。(2)机器人控制系统组成 　控制系统组成如图5-33所示。(3)机器人控制系统分类 　机器人控制系统有多种的不同分类方式，图5-34所示是按控制方式的一种分类。 图5-33　机器人控制系统组成框图 图5-34　工业机器人的控制方式 1.单机形式使用 (1)点焊、弧焊机器人　这类机器人应用在汽车、摩托车、工程机械、锅炉等的制造领域，如点焊汽车底盘、车体及其他部件，弧焊机器人也可用于装配。(2)喷涂机器人　喷涂机器人应用于汽车、建材、家电、机械行业。(3)搬运机器人　搬运机器人应用于机械、汽车制造业，用以完成产品和物料的自动输送。(4)网络机器人　网络机器人应用在通信和远距离控制方面，承担环境观测等工作。(5)其他机器人　如军用机器人,爆炸物处理机器人、检测航路和障碍物机器人、加油机器人、水下机器人、探月车等。 5.4.4　工业机器人的应用 2.机械制造系统中的应用 (1)选择与布局设计原则 　刚性自动化适合于大批量生产, 生产的零件种类数目很少, 可以为之设计专门的工装设备, 能达到很高的生产率，汽车的生产就是一个例子。(2)工业机器人应用实例 1)柔性制造系统(FMS)中的应用实例。2)装配系统中的应用实例。 图5-35　加工齿轮用FMS1—拉床　2—车床　3—插齿机　4—剃齿机5—塔式存储架　6—机器人　7—去毛刺机 图5-36　装配系统中的双臂智能机器人1~7—固定式电视摄像机　8—可转式电视摄像机9—抓握手臂　10—感知手臂 4、计算机群控（DNC） 读带机 通用