機(jī)械機(jī)電課件

機(jī)電一體化執(zhí)行元件

機(jī)電一體化技術(shù)

執(zhí)行元件（驅(qū)動(dòng)部件）是將各種形式的輸入能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)換部件。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中,執(zhí)行元件處于微電子控制系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)的連接部位。

執(zhí)行元件是機(jī)電一體化系統(tǒng)必不可少的部件。第一節(jié)執(zhí)行元件的種類、特點(diǎn)及基本要求

執(zhí)行元件（驅(qū)動(dòng)部件）是將各種形式的輸入能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)換部件。例如：電動(dòng)機(jī)；電磁鐵；繼電器；液壓缸；氣缸；等……第一節(jié)執(zhí)行元件的種類、特點(diǎn)及基本要求電能液壓能電壓能化學(xué)能等轉(zhuǎn)換為機(jī)械能什么是執(zhí)行元件？THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY

執(zhí)行元件是機(jī)電一體化系統(tǒng)必不可少的部件。數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的運(yùn)功、工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；第一節(jié)執(zhí)行元件的種類、特點(diǎn)及基本要求例如：工業(yè)機(jī)器人手臂的升降、回轉(zhuǎn)和伸縮等運(yùn)動(dòng)。等等……為什么重要？THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY根據(jù)使用能量的不同，執(zhí)行元件可分為電動(dòng)式、液動(dòng)式和氣動(dòng)式。電動(dòng)式：主要利用電磁力驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。液動(dòng)式：利用液壓能驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。氣動(dòng)式：利用氣壓能驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。一、執(zhí)行元件的種類及特點(diǎn)一、執(zhí)行元件的種類及特點(diǎn)圖3.1執(zhí)行元件的種類電動(dòng)機(jī)電磁鐵及其它執(zhí)行元件油缸液壓馬達(dá)與材料有關(guān)氣缸氣壓馬達(dá)雙金屬片形狀記憶合金壓電元件交流（AC）伺服電機(jī)直流（DC）伺服電機(jī)步進(jìn)電機(jī)其它電動(dòng)機(jī)電磁式氣壓式液壓式其它（2）液壓式執(zhí)行元件 液壓式執(zhí)行元件有：往復(fù)運(yùn)動(dòng)的油缸、回轉(zhuǎn)油缸、液壓馬達(dá)等，其中油缸占絕大多數(shù)。 數(shù)字式液壓式執(zhí)行元件，例如電-液伺服馬達(dá)和電-液步進(jìn)馬達(dá)，這些電-液式馬達(dá)的最大優(yōu)點(diǎn)是比電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩大，可以直接驅(qū)動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩/慣量比大，過(guò)載能力強(qiáng)，適合于重載的高加減速驅(qū)動(dòng)。（3）氣壓式執(zhí)行元件 具有代表性的氣壓執(zhí)行元件有氣缸、氣壓馬達(dá)等。 氣壓式執(zhí)行元件用壓縮空氣作工作介質(zhì)，其它方面與液壓式執(zhí)行元件無(wú)什么區(qū)別。 氣壓驅(qū)動(dòng)雖可得到較大的驅(qū)動(dòng)力、行程和速度，但由于空氣粘性差，具有可壓縮性，故不能在定位精度較高的場(chǎng)合使用。一、執(zhí)行元件的種類及特點(diǎn)瞬時(shí)輸出功率大；過(guò)載能力差，特別是由于某種原因而卡住時(shí)，會(huì)引起燒毀，易受外部噪聲影響。操作簡(jiǎn)便；編程容易；能實(shí)現(xiàn)定位伺服；響應(yīng)快、易與CPU相接；體積小、動(dòng)力較大；無(wú)污染。表3.1.1

電動(dòng)式執(zhí)行元件的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)可使用商用電源；信號(hào)與動(dòng)力的傳送方向相同；有交流和直流之別，應(yīng)注意電壓之大小。特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)一、執(zhí)行元件的種類及特點(diǎn)功率小，體積大，動(dòng)作不夠平穩(wěn)；不易小型化；遠(yuǎn)距離傳輸困難；工作噪聲大、難于伺服。氣源方便、成本低；無(wú)泄漏污染；速度快、操作比較簡(jiǎn)單。表3.1.2

氣動(dòng)式執(zhí)行元件的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)空氣壓力源的壓力為5～7MPa；要求操作人員技術(shù)熟練。特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

二、對(duì)執(zhí)行元件的基本要求1、調(diào)速范圍寬且有良好的穩(wěn)定性，尤其是低速時(shí)的速度平穩(wěn)性。2、負(fù)載特性硬，即使在低速時(shí)，也應(yīng)有足夠的負(fù)載能力。3、反應(yīng)速度快。4、可頻繁啟﹑停及換向5、易于控制三、常用的控制用電機(jī)(1)常用的控制用電機(jī)分類伺服電機(jī)：將輸入電壓信號(hào)(按大小方向的不同)轉(zhuǎn)化為軸上角位移角速度輸出。步進(jìn)電機(jī)：將輸入的脈沖電信號(hào)(脈沖數(shù)、脈沖頻率)變換為輸出的角位移和轉(zhuǎn)速。直線電機(jī)：直接將電能轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。4.2.3步進(jìn)電機(jī)的種類分類：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類很多，按轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的原理分：反應(yīng)式（轉(zhuǎn)子沒(méi)激磁）和混合式（轉(zhuǎn)子