第0章机电控制概述

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1、 机电控制技术机电控制技术张万奎张万奎 主编主编 孙晓孙晓 等副主编等副主编北京大学出版社北京大学出版社 2006年年6月月采用主要教材机床电气控制技术机械工程学院 孙晓制作制造业的痛点第第1章章 概述概述l l机电控制技术的应用领域机电控制技术的应用领域机电控制技术的应用领域机电控制技术的应用领域 l l 机床电力拖动系统的发展概况机床电力拖动系统的发展概况机床电力拖动系统的发展概况机床电力拖动系统的发展概况;l l 机床电气控制系统的发展概况机床电气控制系统的发展概况机床电气控制系统的发展概况机床电气控制系统的发展概况;l l “机床电气控制技术机床电气控制技术机床电气控制技术机床电气控制

2、技术”课程的性质和任务课程的性质和任务课程的性质和任务课程的性质和任务.1.机床电力拖动系统发展的概况机床电力拖动系统发展的概况1)1)成组拖动成组拖动成组拖动成组拖动l l 一台电动机一台电动机一台电动机一台电动机-一根天轴一根天轴一根天轴一根天轴-一组生产机械设备一组生产机械设备一组生产机械设备一组生产机械设备l l 机构复杂机构复杂机构复杂机构复杂,损耗大损耗大损耗大损耗大,效率低效率低效率低效率低,工作可靠性差工作可靠性差工作可靠性差工作可靠性差.2)2)单台电动机拖动单台电动机拖动单台电动机拖动单台电动机拖动l l 一台电动机一台电动机一台电动机一台电动机-一台设备一台设备一台设备一

3、台设备l l 当生产机械设备运动部件较多时当生产机械设备运动部件较多时当生产机械设备运动部件较多时当生产机械设备运动部件较多时,机构仍复杂机构仍复杂机构仍复杂机构仍复杂,满足不满足不满足不满足不了生产工艺要求了生产工艺要求了生产工艺要求了生产工艺要求.3)3)多台电动机拖动多台电动机拖动多台电动机拖动多台电动机拖动l l 一台专门的电动机一台专门的电动机一台专门的电动机一台专门的电动机-同一台设备的每一个运动部件同一台设备的每一个运动部件同一台设备的每一个运动部件同一台设备的每一个运动部件l l 机构简单机构简单机构简单机构简单,控制灵活控制灵活控制灵活控制灵活,便于生产机械的自动化便于生产机

4、械的自动化便于生产机械的自动化便于生产机械的自动化.l l举例举例举例举例:龙门刨床的刨台龙门刨床的刨台龙门刨床的刨台龙门刨床的刨台,左垂直刀架左垂直刀架左垂直刀架左垂直刀架,右垂直刀架右垂直刀架右垂直刀架右垂直刀架,侧刀架侧刀架侧刀架侧刀架,横梁横梁横梁横梁,夹紧机构夹紧机构夹紧机构夹紧机构,都是分别由一台电动机拖动的都是分别由一台电动机拖动的都是分别由一台电动机拖动的都是分别由一台电动机拖动的.l l 机电控制技术的应用l机电控制技术是一门集机械、电气、控制技术为一体的综合课程l机电控制技术的应用大大提高了生产效率，降低了人工劳动强度l机电控制技术的难点就是：设计要遵守国标，结构要符合逻辑

5、，功能要考虑完善，安全要考虑全面。l机床电气是比较有代表性的。2机床电气控制系统的发展概况机床电气控制系统的发展概况1)1)继电器继电器继电器继电器-接触器控制系统接触器控制系统接触器控制系统接触器控制系统l l 能对控制对象实现起动能对控制对象实现起动能对控制对象实现起动能对控制对象实现起动,制动制动制动制动,有级调速控制有级调速控制有级调速控制有级调速控制;l l 结构简单结构简单结构简单结构简单,动作可靠动作可靠动作可靠动作可靠;控制速度慢控制速度慢控制速度慢控制速度慢,控制精度差控制精度差控制精度差控制精度差.2)2)连续控制方式和自动控制系统连续控制方式和自动控制系统连续控制方式和自

6、动控制系统连续控制方式和自动控制系统l l 2020世纪世纪世纪世纪3030年代的电机放大机控制年代的电机放大机控制年代的电机放大机控制年代的电机放大机控制,40-50,40-50年代的磁放大年代的磁放大年代的磁放大年代的磁放大器控制和水银整流器控制器控制和水银整流器控制器控制和水银整流器控制器控制和水银整流器控制,1958,1958年以后的晶闸管年以后的晶闸管年以后的晶闸管年以后的晶闸管-直流电直流电直流电直流电动机无级调速系统动机无级调速系统动机无级调速系统动机无级调速系统,80,80年代以来的新型电力电子元件年代以来的新型电力电子元件年代以来的新型电力电子元件年代以来的新型电力电子元件-

7、交交交交流电动机无级调速系统流电动机无级调速系统流电动机无级调速系统流电动机无级调速系统;l l 控制简单控制简单控制简单控制简单,可靠性高可靠性高可靠性高可靠性高,连续控制连续控制连续控制连续控制,拖动性能好拖动性能好拖动性能好拖动性能好.机床电气控制系统的发展概况机床电气控制系统的发展概况3)3)可编程序控制器可编程序控制器可编程序控制器可编程序控制器(PLC)(PLC)l l 是继电器常规控制技术与微机技术的结合是继电器常规控制技术与微机技术的结合是继电器常规控制技术与微机技术的结合是继电器常规控制技术与微机技术的结合,是一台按是一台按是一台按是一台按开关量输入的工业控制专用计算机开关量

8、输入的工业控制专用计算机开关量输入的工业控制专用计算机开关量输入的工业控制专用计算机;l l 具有逻辑运算功能具有逻辑运算功能具有逻辑运算功能具有逻辑运算功能,定时定时定时定时/计数功能计数功能计数功能计数功能,数字运算功能数字运算功能数字运算功能数字运算功能,通通通通信功能信功能信功能信功能.4)4)计算机数字控制系统计算机数字控制系统计算机数字控制系统计算机数字控制系统l l 19521952年美国出现第一台数控铣床年美国出现第一台数控铣床年美国出现第一台数控铣床年美国出现第一台数控铣床,1958,1958年出现加工中年出现加工中年出现加工中年出现加工中心心心心,20,20世纪世纪世纪世纪

9、7070年代年代年代年代CNCCNC应用于数控机床和加工中心应用于数控机床和加工中心应用于数控机床和加工中心应用于数控机床和加工中心,80,80年年年年代出现了柔性制造系统代出现了柔性制造系统代出现了柔性制造系统代出现了柔性制造系统(FNS);(FNS);l l 提高了生产机械的通用性和效率提高了生产机械的通用性和效率提高了生产机械的通用性和效率提高了生产机械的通用性和效率,实现机械加工全盘实现机械加工全盘实现机械加工全盘实现机械加工全盘自动化自动化自动化自动化.3.“机床电气控制技术机床电气控制技术”课程的性质和任务课程的性质和任务1)1)课程性质课程性质课程性质课程性质 该课程是机械类专业

10、的一门必修的专业基础课该课程是机械类专业的一门必修的专业基础课该课程是机械类专业的一门必修的专业基础课该课程是机械类专业的一门必修的专业基础课,是机是机是机是机电一体化人才所需电知识的驱体电一体化人才所需电知识的驱体电一体化人才所需电知识的驱体电一体化人才所需电知识的驱体.它将电机它将电机它将电机它将电机,电器电器电器电器,继电器继电器继电器继电器-接触器控制接触器控制接触器控制接触器控制,PLC,PLC,电力电子技术电力电子技术电力电子技术电力电子技术,自动调速系统有机地自动调速系统有机地自动调速系统有机地自动调速系统有机地结合在一起结合在一起结合在一起结合在一起.2)2)课程内容课程内容课

11、程内容课程内容 全书章全书章全书章全书章,分为分为分为分为5 5个单元个单元个单元个单元:l l(1)(1)电动机的工作原理及特性电动机的工作原理及特性电动机的工作原理及特性电动机的工作原理及特性;()机床继电器机床继电器机床继电器机床继电器-接触器电气控制线路及其设计接触器电气控制线路及其设计接触器电气控制线路及其设计接触器电气控制线路及其设计;l l(3)(3)可编程序控制器可编程序控制器可编程序控制器可编程序控制器;l l(4)(4)电力电子技术的基本知识电力电子技术的基本知识电力电子技术的基本知识电力电子技术的基本知识;l l(5)(5)自动调速系统自动调速系统自动调速系统自动调速系统

12、.3)3)课程学习任务课程学习任务课程学习任务课程学习任务l l 掌握继电器掌握继电器掌握继电器掌握继电器-接触器控制系统的工作原理和元件选择接触器控制系统的工作原理和元件选择接触器控制系统的工作原理和元件选择接触器控制系统的工作原理和元件选择,l l 掌握掌握掌握掌握PLCPLC的编程方法与应用的编程方法与应用的编程方法与应用的编程方法与应用,l l 掌握闭环控制系统的工作原理与性能及其应用场所掌握闭环控制系统的工作原理与性能及其应用场所掌握闭环控制系统的工作原理与性能及其应用场所掌握闭环控制系统的工作原理与性能及其应用场所.l l 了解电力拖动的一般知识了解电力拖动的一般知识了解电力拖动的

13、一般知识了解电力拖动的一般知识,l l 了解最新电气控制技术在生产机械上的应用了解最新电气控制技术在生产机械上的应用了解最新电气控制技术在生产机械上的应用了解最新电气控制技术在生产机械上的应用.阅读书目阅读书目:l l 1.1.齐占庆主编齐占庆主编齐占庆主编齐占庆主编.机床电气控制技术机床电气控制技术机床电气控制技术机床电气控制技术(第三版第三版第三版第三版).).北京北京北京北京:机械机械机械机械工业出版社工业出版社工业出版社工业出版社.2004.2004年年年年6 6月月月月.l l 2.2.陈伯时主编陈伯时主编陈伯时主编陈伯时主编.电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制系统电力拖动自动控制

14、系统电力拖动自动控制系统(第三版第三版第三版第三版).).北京北京北京北京:机械工业出版社机械工业出版社机械工业出版社机械工业出版社.2003.2003年年年年8 8月月月月.l l 3.3.邓星钟主编邓星钟主编邓星钟主编邓星钟主编,机电传动控制机电传动控制机电传动控制机电传动控制(第三版第三版第三版第三版)武汉武汉武汉武汉:华中科技华中科技华中科技华中科技大学出版社大学出版社大学出版社大学出版社,2001,2001年年年年9 9月月月月.l l 3.3.程宪平主编程宪平主编程宪平主编程宪平主编.机电传动与控制机电传动与控制机电传动与控制机电传动与控制(第二版第二版第二版第二版).).武汉武汉武汉武汉:华中科华中科华中科华中科技大学出版社技大学出版社技大学出版社技大学出版社.2003.2003年年年年9 9月月月月.l l 4.4.魏炳贵主编魏炳贵主编魏炳贵主编魏炳贵主编.电力拖动基础电力拖动基础电力拖动基础电力拖动基础.北京北京北京北京:机械工业出版社机械工业出版社机械工业出版社机械工业出版社.2000.2000年年年年8 8月月月月.