第7章 自動(dòng)化技術(shù)及應(yīng)用

1、第七章第七章 自動(dòng)化技術(shù)及應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)及應(yīng)用機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)1伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2可編程控制器可編程控制器3傳感與檢測(cè)技術(shù)傳感與檢測(cè)技術(shù)4第七章第七章 自動(dòng)化技術(shù)及應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)及應(yīng)用第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)v一一 機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵 機(jī)電一體化技術(shù)是在機(jī)電一體化技術(shù)是在信息論、控制論和系信息論、控制論和系統(tǒng)論統(tǒng)論的基礎(chǔ)上，在計(jì)算機(jī)、傳感器和軟件技術(shù)的基礎(chǔ)上，在計(jì)算機(jī)、傳感器和軟件技術(shù)三者的支撐下發(fā)展起來(lái)的。三者的支撐下發(fā)展起來(lái)的。 機(jī)電一體化系統(tǒng)代表現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)，是對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)代表現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)，是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)的升級(jí)。傳統(tǒng)機(jī)械系

2、統(tǒng)的升級(jí)。立式銑床立式銑床 主軸電機(jī)主軸電機(jī)伺服電機(jī)伺服電機(jī)刀庫(kù)刀具定位電機(jī)刀庫(kù)刀具定位電機(jī)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)定位電機(jī)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)定位電機(jī)帶制動(dòng)器伺服電機(jī)帶制動(dòng)器伺服電機(jī)加工中心加工中心第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)體積小，質(zhì)量輕體積小，質(zhì)量輕控制裝置和檢測(cè)裝置迅速向輕型控制裝置和檢測(cè)裝置迅速向輕型化和小型化發(fā)展?；托⌒突l(fā)展?？煽啃愿呖煽啃愿叻墙佑|式傳感與檢測(cè)設(shè)備的廣泛非接觸式傳感與檢測(cè)設(shè)備的廣泛應(yīng)用使可靠性得到提高應(yīng)用使可靠性得到提高柔性好柔性好用計(jì)算機(jī)軟件可以調(diào)整系統(tǒng)執(zhí)行用計(jì)算機(jī)軟件可以調(diào)整系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，適應(yīng)多樣化發(fā)展。機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，適應(yīng)多樣化發(fā)展。二二 機(jī)電一體化系統(tǒng)的特點(diǎn)機(jī)電

3、一體化系統(tǒng)的特點(diǎn)第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)動(dòng)力動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)機(jī)械機(jī)械本體本體執(zhí)行執(zhí)行元件元件信息處信息處理與控理與控制系統(tǒng)制系統(tǒng)傳感檢傳感檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)三三 機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成必須遵循結(jié)構(gòu)耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制與能量轉(zhuǎn)換必須遵循結(jié)構(gòu)耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制與能量轉(zhuǎn)換 第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)v四四 、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程及趨勢(shì)、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程及趨勢(shì) 1、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程 （1） 20世紀(jì)世紀(jì)50-60年代末，機(jī)電一體化概年代末，機(jī)電一體化概 念還未提出。念還未提出

4、。 （2）20世紀(jì)世紀(jì)70-80年代，年代，數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世, ,寫(xiě)下了寫(xiě)下了“機(jī)電一體化機(jī)電一體化”歷史的第一頁(yè)歷史的第一頁(yè); 微微電子技術(shù)為電子技術(shù)為“機(jī)電一體化機(jī)電一體化帶來(lái)勃勃生帶來(lái)勃勃生機(jī)。機(jī)。 （3）20世紀(jì)世紀(jì)90年代，智能化階段?？删幊绦蚰甏?，智能化階段。可編程序控制器、控制器、“電力電子電力電子”等的發(fā)展為等的發(fā)展為“機(jī)電一體化機(jī)電一體化”提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ)。提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ)。 （4）激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技）激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使術(shù)使機(jī)電一體化機(jī)電一體化躍上新臺(tái)階躍上新臺(tái)階.第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)v機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)電一體化

5、技術(shù)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，生產(chǎn)工科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝提出新要求而迅速發(fā)展的。藝提出新要求而迅速發(fā)展的。v 在控制方法上主要是從手動(dòng)到自動(dòng)；在控制方法上主要是從手動(dòng)到自動(dòng)；v 在控制功能上，是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜；在控制功能上，是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜；v 在操作上，是由笨重到輕巧。在操作上，是由笨重到輕巧。v 隨著新的控制理論和新型電器及電子器件的隨著新的控制理論和新型電器及電子器件的出現(xiàn)，又為電氣控制技術(shù)的發(fā)展開(kāi)拓了新途徑。出現(xiàn)，又為電氣控制技術(shù)的發(fā)展開(kāi)拓了新途徑。第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)v四四 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程及趨勢(shì)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷

6、程及趨勢(shì) 2、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) （1）光機(jī)電一體化）光機(jī)電一體化 （2）柔性化）柔性化 （3）智能化）智能化 （4）仿生化）仿生化 （5）微型化）微型化 （6）網(wǎng)絡(luò)化）網(wǎng)絡(luò)化第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)v五五 機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類(lèi)機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類(lèi) 機(jī)電一體化技術(shù)一般包括五大類(lèi)產(chǎn)品機(jī)電一體化技術(shù)一般包括五大類(lèi)產(chǎn)品 ： 先進(jìn)制造技術(shù)設(shè)備；先進(jìn)制造技術(shù)設(shè)備； 機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)備；機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)備； 機(jī)電基礎(chǔ)件；機(jī)電基礎(chǔ)件； 儀器儀表；儀器儀表； 監(jiān)控設(shè)備及控制系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備及控制系統(tǒng)v典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：v數(shù)控機(jī)床、機(jī)器

7、人、汽車(chē)電子化產(chǎn)品、智能化儀數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表等。器儀表等。 v 典型的機(jī)電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可典型的機(jī)電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專(zhuān)用集編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專(zhuān)用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)v六六 機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù) 1.機(jī)械技術(shù)機(jī)械技術(shù) 2.計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù) 3.自動(dòng)控制技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù) 4.系統(tǒng)總體技術(shù)系統(tǒng)總體技術(shù) 5.傳感與檢測(cè)技術(shù)傳感與檢測(cè)技術(shù) 6.伺服傳

8、動(dòng)技術(shù)伺服傳動(dòng)技術(shù)第二節(jié)第二節(jié) 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)v 伺服伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的重要組驅(qū)動(dòng)技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成部分，是一種實(shí)現(xiàn)從成部分，是一種實(shí)現(xiàn)從控制信號(hào)控制信號(hào)到到機(jī)械動(dòng)作機(jī)械動(dòng)作的的轉(zhuǎn)換技術(shù)。轉(zhuǎn)換技術(shù)。 功能：在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)功能：在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件按指令要求運(yùn)動(dòng)，并元件，使機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件按指令要求運(yùn)動(dòng)，并具有良好的動(dòng)態(tài)性能。具有良好的動(dòng)態(tài)性能。第二節(jié)第二節(jié) 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)v1.“伺服伺服”的起源的起源 無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；接到信號(hào)后，轉(zhuǎn)子無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；接到信號(hào)后，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)；信號(hào)消失時(shí)

9、，轉(zhuǎn)子能自動(dòng)停止。立即轉(zhuǎn)動(dòng)；信號(hào)消失時(shí)，轉(zhuǎn)子能自動(dòng)停止。v2.伺服系統(tǒng)的定義伺服系統(tǒng)的定義 是使物體的是使物體的位置、角度、狀態(tài)等輸出位置、角度、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟被控量能夠跟隨隨輸入目標(biāo)值輸入目標(biāo)值任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)，又稱隨動(dòng)系統(tǒng)任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)，又稱隨動(dòng)系統(tǒng)或伺服機(jī)構(gòu)?；蛩欧C(jī)構(gòu)。 CNC裝置是數(shù)控機(jī)床的裝置是數(shù)控機(jī)床的“大腦大腦” ， “指揮機(jī)構(gòu)指揮機(jī)構(gòu)”伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的“四肢四肢” ， “執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)”。數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工的比較數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工的比較本質(zhì)區(qū)別本質(zhì)區(qū)別v 由人操作，機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)能保證切削過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，不能由人操作，機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)能

10、保證切削過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，不能控制執(zhí)行件的位移和軌跡控制執(zhí)行件的位移和軌跡.v 由由CNC裝置按照零件程序完成零件的加工。能精確地控裝置按照零件程序完成零件的加工。能精確地控制執(zhí)行件的速度、方向、和位置，且可使幾個(gè)執(zhí)行件按一制執(zhí)行件的速度、方向、和位置，且可使幾個(gè)執(zhí)行件按一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律合成軌跡。定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律合成軌跡。第二節(jié)第二節(jié) 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)v3.伺服系統(tǒng)的基本性能要求伺服系統(tǒng)的基本性能要求 伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)與執(zhí)行元件有關(guān)，常見(jiàn)執(zhí)行元件有：伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)與執(zhí)行元件有關(guān)，常見(jiàn)執(zhí)行元件有：直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、液壓直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、液壓缸、液壓

11、馬達(dá)、汽缸、氣壓閥等。缸、液壓馬達(dá)、汽缸、氣壓閥等。 性能要求性能要求： 高可靠性；高可靠性； 良好的動(dòng)態(tài)性；良好的動(dòng)態(tài)性； 動(dòng)作的準(zhǔn)確性；動(dòng)作的準(zhǔn)確性； 高效率。高效率。v4.伺服系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)形式伺服系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)形式第二節(jié)第二節(jié) 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 由控制器、功率放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測(cè)裝置四部分組成由控制器、功率放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測(cè)裝置四部分組成 反饋信號(hào)一般為位置反饋信號(hào)、速度反饋信號(hào)和電流反反饋信號(hào)一般為位置反饋信號(hào)、速度反饋信號(hào)和電流反饋信號(hào)等，要經(jīng)多種傳感元件進(jìn)行檢測(cè)。饋信號(hào)等，要經(jīng)多種傳感元件進(jìn)行檢測(cè)。第二節(jié)第二節(jié) 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)v 伺服系統(tǒng)的分類(lèi)伺服系統(tǒng)的分

12、類(lèi)按執(zhí)行元件的基本性質(zhì)分為：按執(zhí)行元件的基本性質(zhì)分為： 電氣伺服系統(tǒng)電氣伺服系統(tǒng) 液壓伺服系統(tǒng)液壓伺服系統(tǒng) 氣動(dòng)伺服系統(tǒng)。氣動(dòng)伺服系統(tǒng)。按系統(tǒng)的控制方式分為：按系統(tǒng)的控制方式分為： 開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng) 半閉環(huán)伺服系統(tǒng)半閉環(huán)伺服系統(tǒng) 閉環(huán)伺服系統(tǒng)。閉環(huán)伺服系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件；開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件； 沒(méi)有位置反饋回路和速度反饋回路；沒(méi)有位置反饋回路和速度反饋回路； 設(shè)備投資低，調(diào)試維修方便，但精度差；設(shè)備投資低，調(diào)試維修方便，但精度差； 用于中、低檔數(shù)控機(jī)床及普通機(jī)床改造。用于中、低檔數(shù)控機(jī)床及普通機(jī)床改造。 閉環(huán)伺服系統(tǒng)閉環(huán)伺

13、服系統(tǒng)閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置檢測(cè)裝置安裝在機(jī)床的工作臺(tái)上；閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置檢測(cè)裝置安裝在機(jī)床的工作臺(tái)上； 檢測(cè)裝置構(gòu)成閉環(huán)位置控制。檢測(cè)裝置構(gòu)成閉環(huán)位置控制。 閉環(huán)方式被大量用在精度要求較高的大型數(shù)控機(jī)床上。閉環(huán)方式被大量用在精度要求較高的大型數(shù)控機(jī)床上。 半閉環(huán)伺服系統(tǒng)半閉環(huán)伺服系統(tǒng)位置檢測(cè)元件安裝在電動(dòng)機(jī)軸上或絲杠上，用以精確控制位置檢測(cè)元件安裝在電動(dòng)機(jī)軸上或絲杠上，用以精確控制電機(jī)的角度，為間接測(cè)量；電機(jī)的角度，為間接測(cè)量；坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈有一部分在位置閉環(huán)以外，其傳動(dòng)誤差坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈有一部分在位置閉環(huán)以外，其傳動(dòng)誤差沒(méi)有得到系統(tǒng)的補(bǔ)償；沒(méi)有得到系統(tǒng)的補(bǔ)償；半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度低于閉環(huán)

14、系統(tǒng)。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度低于閉環(huán)系統(tǒng)。適用于精度要求適中的中小型數(shù)控機(jī)床。適用于精度要求適中的中小型數(shù)控機(jī)床。第二節(jié)第二節(jié) 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)v5.伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件 直接參與調(diào)節(jié)以及完成動(dòng)作指令的叫執(zhí)行元件。直接參與調(diào)節(jié)以及完成動(dòng)作指令的叫執(zhí)行元件。 按工作的能源形式分為：按工作的能源形式分為： 電動(dòng)式電動(dòng)式 液壓式液壓式 氣動(dòng)式氣動(dòng)式第三節(jié)第三節(jié) 可編程控制器可編程控制器v可編程控制器（可編程控制器（PLC） 是在繼電是在繼電接觸器接觸器控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)來(lái)的一種新型工業(yè)控制器。的一種新型工業(yè)控制器。 編程簡(jiǎn)單、使用方便、可靠性高、維護(hù)方便

15、。編程簡(jiǎn)單、使用方便、可靠性高、維護(hù)方便。第三節(jié)第三節(jié) 可編程控制器可編程控制器v1.可編程控制器的產(chǎn)生和發(fā)展可編程控制器的產(chǎn)生和發(fā)展 1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司根據(jù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司根據(jù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制的需要，研制出了第一臺(tái)可編程控程進(jìn)行控制的需要，研制出了第一臺(tái)可編程控制器。制器。 目前，世界上有目前，世界上有200多家多家PLC廠商，廠商，400多多品種的品種的PLC產(chǎn)品，產(chǎn)品，PLC產(chǎn)品可按地域分成三大產(chǎn)品可按地域分成三大流派：一個(gè)流派是美國(guó)產(chǎn)品，一個(gè)流派是歐洲流派：一個(gè)流派是美國(guó)產(chǎn)品，一個(gè)流派是歐洲產(chǎn)品，一個(gè)流派是日本產(chǎn)品產(chǎn)品，一個(gè)流派是日本產(chǎn)品 。第三節(jié)第三節(jié) 可編程

16、控制器可編程控制器v2.可編程控制器的定義可編程控制器的定義 PLC是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。 采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各類(lèi)機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。式的輸入和輸出，控制各類(lèi)機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。第三節(jié)第三節(jié) 可編程控制器可編程控制器v3.可編程控制器的分類(lèi)可編程控制器的分類(lèi) 按容量分

17、為：小型、中型和大型按容量分為：小型、中型和大型PLC。 按結(jié)構(gòu)形式分為：整體式按結(jié)構(gòu)形式分為：整體式PLC、模塊式、模塊式PLC、疊裝式疊裝式PLC。 按功能分為：低檔按功能分為：低檔PLC、中檔、中檔PLC、高檔、高檔PLC。第三節(jié)第三節(jié) 可編程控制器可編程控制器v4.可編程控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用可編程控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用 特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。 （2）適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用靈活。）適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用靈活。 （3）編程方便，易于使用。）編程方便，易于使用。 （4）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、測(cè)試方便。）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、測(cè)試方便。 （5）維修方便，維修工作量小。）維修方

18、便，維修工作量小。 （6）功能完善。）功能完善。 第三節(jié)第三節(jié) 可編程控制器可編程控制器v4.可編程控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用可編程控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用 應(yīng)用：應(yīng)用：（1）開(kāi)關(guān)量邏輯控制）開(kāi)關(guān)量邏輯控制。 （2）過(guò)程控制。）過(guò)程控制。 （3）運(yùn)動(dòng)控制。）運(yùn)動(dòng)控制。 （4）數(shù)據(jù)處理。）數(shù)據(jù)處理。 （5）通信聯(lián)網(wǎng)。）通信聯(lián)網(wǎng)。 第三節(jié)第三節(jié) 可編程控制器可編程控制器v5.可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)（1）向高速度、大容量方向發(fā)展）向高速度、大容量方向發(fā)展。 （2）向超大型、超小型方向發(fā)展。）向超大型、超小型方向發(fā)展。（3）大力開(kāi)發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與通信能力。）大力開(kāi)發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與通

19、信能力。（4）增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力。）增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力。（5）編程語(yǔ)言多樣化。）編程語(yǔ)言多樣化。 第四節(jié)第四節(jié) 傳感傳感與檢測(cè)技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)v基本任務(wù)：基本任務(wù)：從檢測(cè)對(duì)象中獲取反映變化規(guī)律的從檢測(cè)對(duì)象中獲取反映變化規(guī)律的動(dòng)態(tài)信息，并將這些信息傳遞給機(jī)電一體化系動(dòng)態(tài)信息，并將這些信息傳遞給機(jī)電一體化系統(tǒng)的大腦統(tǒng)的大腦-信息處理與控制系統(tǒng)。信息處理信息處理與控制系統(tǒng)。信息處理與控制系統(tǒng)將接收的信息處理后，指導(dǎo)機(jī)電一與控制系統(tǒng)將接收的信息處理后，指導(dǎo)機(jī)電一體化系統(tǒng)做出相應(yīng)的反應(yīng)。體化系統(tǒng)做出相應(yīng)的反應(yīng)。第四節(jié)第四節(jié) 傳感與檢測(cè)技術(shù)傳感與檢測(cè)技術(shù)v 1.傳感器的地位和作用傳感器的

20、地位和作用 通過(guò)傳感器檢測(cè)有關(guān)外界環(huán)境及自身狀態(tài)的各種物通過(guò)傳感器檢測(cè)有關(guān)外界環(huán)境及自身狀態(tài)的各種物理量及其變化，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)反饋給控制理量及其變化，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)反饋給控制裝置或送去顯示裝置。裝置或送去顯示裝置。 傳感器是機(jī)電一體化產(chǎn)品中必不可少的環(huán)節(jié)，對(duì)原傳感器是機(jī)電一體化產(chǎn)品中必不可少的環(huán)節(jié)，對(duì)原始的各種參數(shù)進(jìn)行精確而可靠的自動(dòng)檢測(cè)。始的各種參數(shù)進(jìn)行精確而可靠的自動(dòng)檢測(cè)。v 2.傳感器的定義傳感器的定義 能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。輸出信號(hào)的器件或裝置。第四節(jié)第四節(jié) 傳感與檢測(cè)技術(shù)傳感

21、與檢測(cè)技術(shù)工作原理工作原理能量來(lái)源能量來(lái)源技術(shù)發(fā)展技術(shù)發(fā)展3.傳感器的分類(lèi)傳感器的分類(lèi)按工作原理分按工作原理分1物理傳感器物理傳感器2化學(xué)傳感器化學(xué)傳感器3生物傳感器生物傳感器利用生物活性物利用生物活性物質(zhì)選擇性來(lái)識(shí)別質(zhì)選擇性來(lái)識(shí)別的和測(cè)定生物化的和測(cè)定生物化學(xué)物質(zhì)的傳感器。學(xué)物質(zhì)的傳感器。利用化學(xué)反應(yīng)原利用化學(xué)反應(yīng)原理，把無(wú)機(jī)或有理，把無(wú)機(jī)或有機(jī)化學(xué)物質(zhì)成分、機(jī)化學(xué)物質(zhì)成分、含量轉(zhuǎn)換為電信含量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。號(hào)。利用某些敏感元利用某些敏感元件的物理性質(zhì)或件的物理性質(zhì)或某些功能材料的某些功能材料的特殊物理性能的特殊物理性能的傳感器，并將這傳感器，并將這些物理特性轉(zhuǎn)變些物理特性轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。為電信

22、號(hào)。物理傳感器物理傳感器紅外測(cè)溫傳感器紅外測(cè)溫傳感器 陶瓷壓力傳感器陶瓷壓力傳感器光電傳感器光電傳感器化學(xué)傳感器化學(xué)傳感器紅外二氧化碳傳感器紅外二氧化碳傳感器氯化氫（鹽酸）氣體氯化氫（鹽酸）氣體HCL傳感器傳感器 防爆型可燃?xì)怏w傳感器防爆型可燃?xì)怏w傳感器氧氣傳感器氧氣傳感器 生物傳感器生物傳感器傳感器的其他分類(lèi)傳感器的其他分類(lèi)按技術(shù)發(fā)展分按技術(shù)發(fā)展分聾啞傳感器聾啞傳感器智能傳感器智能傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器按能量來(lái)源分按能量來(lái)源分能量控制型傳感器能量控制型傳感器能量轉(zhuǎn)換型傳感器能量轉(zhuǎn)換型傳感器第四節(jié)第四節(jié) 傳感與檢測(cè)技術(shù)傳感與檢測(cè)技術(shù)v4.傳感器傳感器的的發(fā)展發(fā)展動(dòng)向動(dòng)向 （1）開(kāi)發(fā)新型傳感

23、器）開(kāi)發(fā)新型傳感器 （2）開(kāi)發(fā)新材料）開(kāi)發(fā)新材料 （3）微型化傳感器）微型化傳感器 （4）傳感器多功能集成化）傳感器多功能集成化 （5）傳感器的智能化和網(wǎng)絡(luò)化）傳感器的智能化和網(wǎng)絡(luò)化 即微機(jī)電系統(tǒng)，是即微機(jī)電系統(tǒng)，是20世紀(jì)末興起的，本世紀(jì)世紀(jì)末興起的，本世紀(jì)初快速發(fā)展的高科技前沿領(lǐng)域，是當(dāng)前一個(gè)十分初快速發(fā)展的高科技前沿領(lǐng)域，是當(dāng)前一個(gè)十分活躍的工程科學(xué)。活躍的工程科學(xué)。 它涉及多學(xué)科的交叉：如物理學(xué)、現(xiàn)代光學(xué)、它涉及多學(xué)科的交叉：如物理學(xué)、現(xiàn)代光學(xué)、現(xiàn)代力學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，以及材料、現(xiàn)代力學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，以及材料、機(jī)械、電子、信息等各工程技術(shù)學(xué)科。機(jī)械、電子、信息等各

24、工程技術(shù)學(xué)科。第五節(jié)第五節(jié) 微型機(jī)械的興起和應(yīng)用微型機(jī)械的興起和應(yīng)用第五節(jié)第五節(jié) 微型機(jī)械的興起和應(yīng)用微型機(jī)械的興起和應(yīng)用一、微型機(jī)械發(fā)展的起源一、微型機(jī)械發(fā)展的起源v1962年第一個(gè)硅微型壓力傳感器問(wèn)世。年第一個(gè)硅微型壓力傳感器問(wèn)世。v1965年斯坦福大學(xué)研制出硅腦電極探針。年斯坦福大學(xué)研制出硅腦電極探針。v1987年美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑年美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為為6012m的利用硅微型靜電機(jī)。的利用硅微型靜電機(jī)。v21世紀(jì)美國(guó)能源部所屬的桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制世紀(jì)美國(guó)能源部所屬的桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制出微型發(fā)動(dòng)機(jī)。出微型發(fā)動(dòng)機(jī)。3 MEMS3 MEMS的形成與發(fā)展

25、的形成與發(fā)展1、MEMS的形成基礎(chǔ)的形成基礎(chǔ)與機(jī)械電子學(xué)的關(guān)系與機(jī)械電子學(xué)的關(guān)系 不是簡(jiǎn)單的提升不是簡(jiǎn)單的提升 基本組成相同基本組成相同機(jī)械電子學(xué)機(jī)械電子學(xué)機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)交叉機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)交叉MEMS機(jī)機(jī)/電電/磁磁 /光光/聲聲/熱熱/液液/氣氣/生生/化等多學(xué)科化等多學(xué)科交叉交叉學(xué)科交叉的產(chǎn)物學(xué)科交叉的產(chǎn)物2 2、MEMSMEMS的發(fā)展的發(fā)展MEMSMEMS發(fā)展的重要標(biāo)志發(fā)展的重要標(biāo)志 制作水平方面制作水平方面微馬達(dá)（靜電）微馬達(dá)（靜電） 應(yīng)用水平方面應(yīng)用水平方面微飛行器、微機(jī)器人微飛行器、微機(jī)器人 20 20世紀(jì)世紀(jì)6060年代年代- -，集成電路制造工藝，集成電

26、路制造工藝，CDCD目前目前已達(dá)已達(dá)45nm45nm，在，在1mm1mm2 2內(nèi)有若干個(gè)內(nèi)有若干個(gè)G G以上容量的單元電以上容量的單元電路路 體微加工、深槽加工技術(shù)發(fā)展，形成體微加工、深槽加工技術(shù)發(fā)展，形成MEMSMEMS制造制造技術(shù)。典型代表：技術(shù)。典型代表： 德國(guó)德國(guó)LIGA LIGA 技術(shù)技術(shù)二、微型機(jī)械的實(shí)際應(yīng)用二、微型機(jī)械的實(shí)際應(yīng)用v 蜻蜓蜻蜓從昆蟲(chóng)類(lèi)動(dòng)物身上找到了靈感，利用從昆蟲(chóng)類(lèi)動(dòng)物身上找到了靈感，利用機(jī)械組件和電子電路打造出了一種微機(jī)械組件和電子電路打造出了一種微型機(jī)器蟲(chóng)，該微型機(jī)器蟲(chóng)可在型機(jī)器蟲(chóng)，該微型機(jī)器蟲(chóng)可在1秒鐘秒鐘內(nèi)可爬升內(nèi)可爬升1英尺（約英尺（約30厘米）。厘米）。

27、荷蘭戴夫特技術(shù)大學(xué)，研發(fā)人員介紹微型的飛行昆蟲(chóng)機(jī)器人荷蘭戴夫特技術(shù)大學(xué)，研發(fā)人員介紹微型的飛行昆蟲(chóng)機(jī)器人DelFly Micro。這種機(jī)器人只有。這種機(jī)器人只有3g重、重、10cm長(zhǎng)，飛行速度卻可以達(dá)到長(zhǎng)，飛行速度卻可以達(dá)到18千千米米/小時(shí)，另外還可配備無(wú)線攝像小時(shí)，另外還可配備無(wú)線攝像四、微機(jī)電系統(tǒng)（四、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）v1 1、定義：、定義：v美國(guó)為微機(jī)電系統(tǒng)，即美國(guó)為微機(jī)電系統(tǒng)，即MEMSMEMS。由電子和機(jī)械元件。由電子和機(jī)械元件組成的集成微器件、微系統(tǒng)，能將計(jì)算、傳感與組成的集成微器件、微系統(tǒng)，能將計(jì)算、傳感與執(zhí)行融合為一體，尺度在微米到毫米之間。執(zhí)行融合為一體，尺度在微米到

28、毫米之間。v日本為微型機(jī)械日本為微型機(jī)械，是由只有幾毫米大小的功能元，是由只有幾毫米大小的功能元件組成的，它能夠執(zhí)行復(fù)雜、細(xì)微的工作。件組成的，它能夠執(zhí)行復(fù)雜、細(xì)微的工作。v歐洲為微系統(tǒng)歐洲為微系統(tǒng)，微結(jié)構(gòu)產(chǎn)品具有微米級(jí)結(jié)構(gòu)并具，微結(jié)構(gòu)產(chǎn)品具有微米級(jí)結(jié)構(gòu)并具有由微結(jié)構(gòu)形狀提供的技術(shù)功能。有由微結(jié)構(gòu)形狀提供的技術(shù)功能。傳感器傳感器美國(guó)：微電子機(jī)械系統(tǒng)（微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）（MicroElectroMechanicalSystem）歐洲：微系統(tǒng)技術(shù)（微系統(tǒng)技術(shù)（MST） （MicroSystemTechnology）日本：微機(jī)械（微機(jī)械（Micromachine）微微機(jī)機(jī)電電系系統(tǒng)統(tǒng)的的模模

29、型型2、微型機(jī)械的兩個(gè)基本特征、微型機(jī)械的兩個(gè)基本特征微小尺度微小尺度系統(tǒng)集成系統(tǒng)集成3、微型機(jī)械與普通機(jī)械的不同、微型機(jī)械與普通機(jī)械的不同兩者的設(shè)計(jì)和制作方法不同兩者的設(shè)計(jì)和制作方法不同控制方法和工作方式不同控制方法和工作方式不同與環(huán)境的關(guān)系不同與環(huán)境的關(guān)系不同不可忽視的尺度效應(yīng)不可忽視的尺度效應(yīng)五、微型機(jī)械中的五、微型機(jī)械中的IC工藝工藝 1.機(jī)械制造方法的概述機(jī)械制造方法的概述 2.微型機(jī)械加工的特點(diǎn)微型機(jī)械加工的特點(diǎn)首先，微型機(jī)械加工精度首先，微型機(jī)械加工精度其次，如何裝配微型機(jī)械其次，如何裝配微型機(jī)械第三，微型機(jī)械的價(jià)格問(wèn)題第三，微型機(jī)械的價(jià)格問(wèn)題最后，系統(tǒng)的微型化最后，系統(tǒng)的微型化

30、3常用的微型機(jī)械加工方法的分類(lèi)常用的微型機(jī)械加工方法的分類(lèi)v第一類(lèi)：使用傳統(tǒng)的超精加工方法加工微型機(jī)件第一類(lèi)：使用傳統(tǒng)的超精加工方法加工微型機(jī)件（如；車(chē)、銑、刨、磨、鉆）（如；車(chē)、銑、刨、磨、鉆）v第二類(lèi)：利用成熟的第二類(lèi)：利用成熟的IC（集成電路）加工工藝（集成電路）加工工藝v第三類(lèi)：一些有應(yīng)用前景的技術(shù)。第三類(lèi)：一些有應(yīng)用前景的技術(shù)。如LIGA工藝（光刻電鑄成型工藝）；STM（掃描隧道顯微技術(shù)）。MEMS典型產(chǎn)品的應(yīng)用典型產(chǎn)品的應(yīng)用vMEMSMEMS在航空、航天、汽車(chē)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控在航空、航天、汽車(chē)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著、軍事以及幾乎人們接觸到

31、的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。十分廣闊的應(yīng)用前景。v微傳感器、微閥、微泵、微控制器、微流控芯片微傳感器、微閥、微泵、微控制器、微流控芯片等等MEMS應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣nMEMSMEMS從早期噴墨式打印機(jī)噴頭與汽車(chē)電子為最大宗應(yīng)用市從早期噴墨式打印機(jī)噴頭與汽車(chē)電子為最大宗應(yīng)用市場(chǎng)，到任天堂場(chǎng)，到任天堂WiiWii推出后，推出后，MEMSMEMS應(yīng)用正式跨入消費(fèi)性電子領(lǐng)應(yīng)用正式跨入消費(fèi)性電子領(lǐng)域。域。n蘋(píng)果蘋(píng)果iPhoneiPhone采用采用MEMSMEMS麥克風(fēng)、加速器等麥克風(fēng)、加速器等MEMSMEMS組件后，更讓組件后，更讓市場(chǎng)看到市場(chǎng)看到 MEMSMEMS應(yīng)用無(wú)限寬廣的

32、可能性。應(yīng)用無(wú)限寬廣的可能性。MEMS組件應(yīng)用領(lǐng)域與主要廠商組件應(yīng)用領(lǐng)域與主要廠商產(chǎn)品產(chǎn)品主要應(yīng)用領(lǐng)域主要應(yīng)用領(lǐng)域主要廠商主要廠商加速器加速器安全氣囊、主動(dòng)式懸吊系統(tǒng)、GPS、硬盤(pán)防震應(yīng)用STM、Bosch、Freescale陀螺儀陀螺儀數(shù)字相機(jī)防手震系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)行動(dòng)導(dǎo)航推算法、游戲機(jī)運(yùn)動(dòng)感測(cè)方案ADI、村田(Murada)、Invensense打印機(jī)噴頭打印機(jī)噴頭打印機(jī)與多功能事務(wù)機(jī)用打印機(jī)噴頭HP、Seiko Epson、Lexmark壓力傳感器壓力傳感器醫(yī)療電子、輪胎用氣壓傳感器CanonMEMS麥克風(fēng)麥克風(fēng)手機(jī)麥克風(fēng)、車(chē)用免持聽(tīng)筒裝置、網(wǎng)絡(luò)電話、助聽(tīng)器、脈搏傳感器Knowles、

33、Omron、ADI光學(xué)光學(xué)MEMS家用投影機(jī)、微投影機(jī)TI、MicrovisionRF MEMS手機(jī)與無(wú)線網(wǎng)通應(yīng)用RFDM、Seiko Epson一一 、工業(yè)機(jī)器人概述、工業(yè)機(jī)器人概述1、定義、定義: 具有具有自動(dòng)控制的操作功能自動(dòng)控制的操作功能和和移動(dòng)功能移動(dòng)功能，能夠按照程序?qū)嵤┠軌虬凑粘绦驅(qū)嵤└鞣N作業(yè)的用于工業(yè)的機(jī)械各種作業(yè)的用于工業(yè)的機(jī)械”。“自動(dòng)控制的操作功能自動(dòng)控制的操作功能”是指在計(jì)算機(jī)或控制器是指在計(jì)算機(jī)或控制器控制下完成操作的功能?？刂葡峦瓿刹僮鞯墓δ堋！耙苿?dòng)功能移動(dòng)功能”可以是步行、無(wú)軌道、有軌道等各可以是步行、無(wú)軌道、有軌道等各種形態(tài)。種形態(tài)?！澳軌虬凑粘绦?qū)嵤┠軌虬凑粘?/p>

34、序?qū)嵤?指操作能夠程序化，如果指操作能夠程序化，如果變更程序則可以進(jìn)行其他種類(lèi)的操作。變更程序則可以進(jìn)行其他種類(lèi)的操作。第六節(jié)第六節(jié) “鋼領(lǐng)工人鋼領(lǐng)工人”工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人第一代機(jī)器人是示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人第一代機(jī)器人是示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人 “尤尼梅特尤尼梅特”、沃爾薩特蘭；不具有外界信息反、沃爾薩特蘭；不具有外界信息反饋能力。饋能力。20世紀(jì)世紀(jì)70年代，第二代機(jī)器人年代，第二代機(jī)器人適應(yīng)型機(jī)器人適應(yīng)型機(jī)器人 可感知外界環(huán)境，有判斷能力可感知外界環(huán)境，有判斷能力第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人 具有記憶、推理和決策能力具有記憶、推理和決策能力2 2、工業(yè)機(jī)器的發(fā)展、工業(yè)機(jī)

35、器的發(fā)展2、工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)中的優(yōu)勢(shì)、工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)中的優(yōu)勢(shì)首先，機(jī)器人具有人類(lèi)不能達(dá)到的耐力和精確首先，機(jī)器人具有人類(lèi)不能達(dá)到的耐力和精確性能性能另一個(gè)長(zhǎng)處是不怕酷暑嚴(yán)寒，不怕高溫劇毒、另一個(gè)長(zhǎng)處是不怕酷暑嚴(yán)寒，不怕高溫劇毒、不怕輻射和污染，不怕危險(xiǎn)，不怕不怕輻射和污染，不怕危險(xiǎn)，不怕“死死”，干活，干活快，縮短生產(chǎn)周期，減少生產(chǎn)成本?？?，縮短生產(chǎn)周期，減少生產(chǎn)成本。另外，由機(jī)器人、電腦、數(shù)控機(jī)床可以組成另外，由機(jī)器人、電腦、數(shù)控機(jī)床可以組成“柔性生產(chǎn)線柔性生產(chǎn)線”采用工業(yè)機(jī)器人可以組成無(wú)人工廠采用工業(yè)機(jī)器人可以組成無(wú)人工廠3、我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人方面所取得的成績(jī)、我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人方面所取得的

36、成績(jī)60006000米水下機(jī)器人米水下機(jī)器人二、二、 工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)造工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)造1、工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)、工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu) （1）直角坐標(biāo)系機(jī)器人）直角坐標(biāo)系機(jī)器人（2）圓柱坐標(biāo)系機(jī)器人）圓柱坐標(biāo)系機(jī)器人（3）水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人）水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人（4）垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人）垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人2、工業(yè)機(jī)器人的組成、工業(yè)機(jī)器人的組成v 按組成系統(tǒng)分類(lèi)，工業(yè)機(jī)器人由執(zhí)行系統(tǒng)、按組成系統(tǒng)分類(lèi)，工業(yè)機(jī)器人由執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)構(gòu)成?？刂葡到y(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)構(gòu)成。v 目前，有少數(shù)智能機(jī)器人，多數(shù)是那些具有目前，有少數(shù)智能機(jī)器人，多數(shù)是那些具有執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系

37、統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和和控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人。的工業(yè)機(jī)器人。（1）執(zhí)行系統(tǒng)）執(zhí)行系統(tǒng) 執(zhí)行系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人完成握取執(zhí)行系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人完成握取工件（或工具）實(shí)現(xiàn)所需的各種運(yùn)動(dòng)的機(jī)械部件工件（或工具）實(shí)現(xiàn)所需的各種運(yùn)動(dòng)的機(jī)械部件1）手部）手部2）腕部）腕部3）臂部）臂部4）機(jī)身）機(jī)身5）行走機(jī)構(gòu)）行走機(jī)構(gòu)（2）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是向執(zhí)行系統(tǒng)各部件提供驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是向執(zhí)行系統(tǒng)各部件提供動(dòng)力的裝置。動(dòng)力的裝置。1）液壓式）液壓式2）氣壓式）氣壓式3）電氣式）電氣式4）機(jī)械式）機(jī)械式（3 3）控制系統(tǒng)）控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人或機(jī)械手的指揮系統(tǒng)，控制系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人或機(jī)械手的指揮系統(tǒng)，它控制

38、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，讓執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照規(guī)定的要求進(jìn)行它控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，讓執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照規(guī)定的要求進(jìn)行工作、并檢測(cè)其正確與否。工作、并檢測(cè)其正確與否。1 1）點(diǎn)位控制）點(diǎn)位控制2 2）連續(xù)軌跡控制）連續(xù)軌跡控制三、工業(yè)機(jī)器人的控制三、工業(yè)機(jī)器人的控制 1、工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的功能和組成、工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的功能和組成 工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)相當(dāng)于人的大腦，它指工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)相當(dāng)于人的大腦，它指揮機(jī)器人的動(dòng)作，并協(xié)調(diào)機(jī)器人與生產(chǎn)系統(tǒng)之間的揮機(jī)器人的動(dòng)作，并協(xié)調(diào)機(jī)器人與生產(chǎn)系統(tǒng)之間的關(guān)系。關(guān)系。 控制系統(tǒng)為一種分級(jí)結(jié)構(gòu)，包括三級(jí)控制器：控制系統(tǒng)為一種分級(jí)結(jié)構(gòu)，包括三級(jí)控制器： （1）作業(yè)控制器）作業(yè)控制器 （2）

39、運(yùn)動(dòng)控制器）運(yùn)動(dòng)控制器 （3）驅(qū)動(dòng)控制器）驅(qū)動(dòng)控制器2、工工業(yè)業(yè)機(jī)機(jī)器器人人控控制制方方式式3、程序控制方式、程序控制方式v 工業(yè)機(jī)器人是按照預(yù)先確定的程序進(jìn)行順序工業(yè)機(jī)器人是按照預(yù)先確定的程序進(jìn)行順序動(dòng)作的自動(dòng)機(jī)械。在重復(fù)型操作機(jī)器人的工作過(guò)動(dòng)作的自動(dòng)機(jī)械。在重復(fù)型操作機(jī)器人的工作過(guò)程中，如一個(gè)工作過(guò)程是由若干個(gè)步驟所構(gòu)成，程中，如一個(gè)工作過(guò)程是由若干個(gè)步驟所構(gòu)成，則每個(gè)步驟稱為一個(gè)則每個(gè)步驟稱為一個(gè)“程序步程序步”。v機(jī)器人控制中有三種信息：機(jī)器人控制中有三種信息： （1）順序信息）順序信息 （2）位置信息）位置信息 （3）時(shí)間信息）時(shí)間信息 4 4、運(yùn)動(dòng)控制方式、運(yùn)動(dòng)控制方式（1 1）位

40、置控制）位置控制 1 1）點(diǎn)位控制方式）點(diǎn)位控制方式 2 2）連續(xù)軌跡控制方式）連續(xù)軌跡控制方式（2 2）速度控制）速度控制 機(jī)器人的行程要遵循一機(jī)器人的行程要遵循一定的速度變化曲線。定的速度變化曲線。5、機(jī)器人的示教再現(xiàn)方式、機(jī)器人的示教再現(xiàn)方式v一是直接示教方式，即操作人員直接帶動(dòng)機(jī)器一是直接示教方式，即操作人員直接帶動(dòng)機(jī)器人的手臂依次通過(guò)預(yù)定的軌跡。這時(shí)，順序、人的手臂依次通過(guò)預(yù)定的軌跡。這時(shí)，順序、位置、時(shí)間信息自動(dòng)記錄在存儲(chǔ)器中。位置、時(shí)間信息自動(dòng)記錄在存儲(chǔ)器中。v另一種是間接示教方式，即操作人員通過(guò)手動(dòng)另一種是間接示教方式，即操作人員通過(guò)手動(dòng)控制盒上的按鍵，編制機(jī)器人的動(dòng)作順序，確

41、控制盒上的按鍵，編制機(jī)器人的動(dòng)作順序，確定位置、設(shè)定速度或限時(shí)。定位置、設(shè)定速度或限時(shí)。6、機(jī)器人計(jì)算機(jī)控制、機(jī)器人計(jì)算機(jī)控制（1）計(jì)算機(jī)在機(jī)器人中的功能）計(jì)算機(jī)在機(jī)器人中的功能人機(jī)器人接口功能人機(jī)器人接口功能軌跡運(yùn)算功能軌跡運(yùn)算功能伺服控制功能伺服控制功能傳感器信息的處理與判斷功能傳感器信息的處理與判斷功能故障監(jiān)視、診斷功能故障監(jiān)視、診斷功能（2）采用計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)：）采用計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)：便于編制程序，簡(jiǎn)化示教操作，提高示教的自動(dòng)化程序便于編制程序，簡(jiǎn)化示教操作，提高示教的自動(dòng)化程序可使機(jī)器人平滑地跟蹤復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，能適應(yīng)外界環(huán)可使機(jī)器人平滑地跟蹤復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，能適應(yīng)外界環(huán)境的變化，

42、提高機(jī)器人的通用性和靈活性境的變化，提高機(jī)器人的通用性和靈活性計(jì)算機(jī)易實(shí)現(xiàn)人和機(jī)器人的對(duì)話，且具有故障自動(dòng)檢測(cè)計(jì)算機(jī)易實(shí)現(xiàn)人和機(jī)器人的對(duì)話，且具有故障自動(dòng)檢測(cè)和診斷功能，使機(jī)器人的可靠性和安全性得到改進(jìn)和診斷功能，使機(jī)器人的可靠性和安全性得到改進(jìn)采用計(jì)算機(jī)，不僅可方便地實(shí)現(xiàn)機(jī)器人單機(jī)控制，還可采用計(jì)算機(jī)，不僅可方便地實(shí)現(xiàn)機(jī)器人單機(jī)控制，還可進(jìn)而發(fā)展機(jī)器人群控系統(tǒng)，可以使多個(gè)機(jī)器人在同一時(shí)進(jìn)而發(fā)展機(jī)器人群控系統(tǒng)，可以使多個(gè)機(jī)器人在同一時(shí)間進(jìn)行同一工作，也可進(jìn)行不同的工作，這時(shí)計(jì)算機(jī)以間進(jìn)行同一工作，也可進(jìn)行不同的工作，這時(shí)計(jì)算機(jī)以分時(shí)方式進(jìn)行控制分時(shí)方式進(jìn)行控制（3）工業(yè)機(jī)器人計(jì)算機(jī)控制類(lèi)型與方式）工業(yè)機(jī)器人計(jì)算機(jī)控制類(lèi)型與方式 通常有通常有3種類(lèi)