機械機電課件

機電一體化執(zhí)行元件

機電一體化技術(shù)

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

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

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

執(zhí)行元件是機電一體化系統(tǒng)必不可少的部件。數(shù)控機床各坐標軸的運功、工作臺的進給運動；第一節(jié)執(zhí)行元件的種類、特點及基本要求例如：工業(yè)機器人手臂的升降、回轉(zhuǎn)和伸縮等運動。等等……為什么重要？THECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGAUTOMATION,FUZHOUUNIVERSITY根據(jù)使用能量的不同，執(zhí)行元件可分為電動式、液動式和氣動式。電動式：主要利用電磁力驅(qū)動機械運動機構(gòu)運動。液動式：利用液壓能驅(qū)動機械運動機構(gòu)運動。氣動式：利用氣壓能驅(qū)動機械運動機構(gòu)運動。一、執(zhí)行元件的種類及特點一、執(zhí)行元件的種類及特點圖3.1執(zhí)行元件的種類電動機電磁鐵及其它執(zhí)行元件油缸液壓馬達與材料有關(guān)氣缸氣壓馬達雙金屬片形狀記憶合金壓電元件交流（AC）伺服電機直流（DC）伺服電機步進電機其它電動機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：往復運動的油缸、回轉(zhuǎn)油缸、液壓馬達等，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-液伺服馬達和電-液步進馬達，這些電-液式馬達的最大優(yōu)點是比電動機的轉(zhuǎn)矩大，可以直接驅(qū)動運行機構(gòu)，轉(zhuǎn)矩/慣量比大，過載能力強，適合于重載的高加減速驅(qū)動。（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)行元件無什么區(qū)別。 氣壓驅(qū)動雖可得到較大的驅(qū)動力、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合使用。一、執(zhí)行元件的種類及特點瞬時輸出功率大；過載能力差，特別是由于某種原因而卡住時，會引起燒毀，易受外部噪聲影響。操作簡便；編程容易；能實現(xiàn)定位伺服；響應快、易與CPU相接；體積小、動力較大；無污染。表3.1.1

電動式執(zhí)行元件的特點及優(yōu)缺點可使用商用電源；信號與動力的傳送方向相同；有交流和直流之別，應注意電壓之大小。特點優(yōu)點缺點一、執(zhí)行元件的種類及特點功率小，體積大，動作不夠平穩(wěn)；不易小型化；遠距離傳輸困難；工作噪聲大、難于伺服。氣源方便、成本低；無泄漏污染；速度快、操作比較簡單。表3.1.2

氣動式執(zhí)行元件的特點及優(yōu)缺點空氣壓力源的壓力為5～7MPa；要求操作人員技術(shù)熟練。特點優(yōu)點缺點

二、對執(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，尤其是低速時的速度平穩(wěn)性。2、負載特性硬，即使在低速時，也應有足夠的負載能力。3、反應速度快。4、可頻繁啟﹑停及換向5、易于控制三、常用的控制用電機(1)常用的控制用電機分類伺服電機：將輸入電壓信號(按大小方向的不同)轉(zhuǎn)化為軸上角位移角速度輸出。步進電機：將輸入的脈沖電信號(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：直接將電能轉(zhuǎn)化為直線運動。4.2.3步進電機的種類分類：步進電動機的種類很多，按轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的原理分：反應式（轉(zhuǎn)子沒激磁）和混合式（轉(zhuǎn)子