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機電一體釘

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機電一體釘

發布日期:2019-07-14 17:30 來源:http://www.zntkmw.live 點擊:

機電一體釘

   定義  機電一體釘技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號改換技術等多種技術進行有機地聯絡,并概括運用到實習中去的概括技術。是現代化的自動出產設備幾乎能夠說都是機電一體釘的設備。

  我國機電方案邁入PLM全新時期,正應戰著了前所未有的,不行猜想的難題,一個個久戰沙場經久不衰精兵良將正褪去了昨天英雄的光環,唯有CAMEL VIEW 能夠擔任軍統三國,光復舊業的重擔,此時數系科技與德國iXtronics GmbH公司攜手一起拓荒機電方案范疇的新篇章,CAMEL VIEW 作為機電一體釘方案系統,從產品的概念方案到產品功用的查驗、驗證、通過都是一體化的,流程化的、標準化的,在滿足用戶方案的前提下,數值實驗的仿真與作用的驗證無不精確化,支撐凌亂環境下,多工況,多耦合場方案。介紹  研討將電子器材的信息處理和控制功用附加或融合在機械 設備中的一種復合化技術。俗稱機電一體釘。機械電子學(mechatronics)是由機械學(mechanics)和電子學 (electronics)兩個詞聯絡而成的新詞。其全稱為機械電子工程學,英語為mechanical and electronical engineering。機

  機電一體釘

  械電子學首要研討目的是把機械技術與微電子技術和信息技術有機地聯絡為一體,結束悉數系統的最優化。機械電子學能夠充分發揮機械技術、微電子技術和信息技術的各自的利益和特征,推動機械產品的更新換代。機械電子學系統首要由機械主體、傳感器、信息處理和施行組織等有些構成。較高級的系統不光有硬件,并且還有相應的軟件,運用軟件技術能夠結束硬件難以結束的功用,使機械系統添加柔性。典型的機械電子系統有數控機床、加工基地、工業機器人等。機械電子學技術除用于單個機器、設備或一般的出產系統的技術改造以外,還用于柔性制造系統、計算機集成制造系統、工廠自動化、工作自動化、家庭自動化等方面。內容

  詳細內容

  (1) 機械技術  機械技術是機電一體釘的基礎,機械技術的著眼點在于如何與機電一體釘技術相適應,運用其它高、新技術來更新概念,結束結構上、材料上、功用上的改動,滿足減小重量、減小體積、跋涉精度、跋涉剛度及改善功用的懇求。在機電一體釘系統制造過程中,經典的機械理論與技術應借助于計算機輔佐技術,一起選用人工智能與專家系統等,構成新一代的機械制造技術。

  (2) 計算機與信息技術  其間信息交流、存取、運算、差異與挑選方案、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均歸于計算機信息處理技術。

  (3) 系統技術  系統技術即以全體的概念組織運用各種有關技術,從全局角度和系統政策啟航,將全體分解成彼此有關的若干功用單元,接口技術是系統技術中一個首要方面,它是結束系統各有些有機聯接的保證。

  (4) 自動控制技術  其方案很廣,在控制理論指導下,進行系統方案,方案后的系統仿真,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自確診校對、抵償、再現、檢索等。

  (5) 傳感查看技術  傳感查看技術是系統的感受器官,是結束自動控制、自動調度的關鍵環節。其功用越強,系統的自動化程序就越高。現代工程懇求傳感器能活絡、精確地獲取信息并能飽嘗嚴重環境的查看,它是機電一體釘系統抵達高水平的保證。

  (6) 伺服傳動技術  包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動設備,伺服系統是結束電信號到機械動作的改換設備與部件、對系統的動態功用、控制質量和功用有挑選性的影響。時期

  模型時期  模型時期,悉數的系統組件都能夠被最優化;

  在仿真計算的幫助下,能夠查驗和分析這些組件的適用性;監測照應頻率;

  對模型進行分析。此外,還能夠生成一個物理/拓撲系統模型,包括機械、液壓和控制導向組件。有必要有一個模型東西,這個東西支撐機電一體釘系統的物理模型,即當有什物和節點時,這些模型能夠以1:1來查驗,并且原型方案研討時期能夠在嚴重的實時條件下進行。

  查驗時期  在系統工作完模型時期往后,所發作的詳細的功用數據能夠通過實驗臺驗證。這么就能夠查驗和查驗該系統有關參數不堅決的魯棒性,功率貯藏及接連工作的特征。這么做的話,用戶能夠進行查驗或許運用CAMeL-View TestRig進行硬件在回路(的查驗)。要進行硬件在回路查驗,有關設備的物理特性需要詳細供認,這些設備有必要是樹立在查驗途徑的基礎之上。辨認通過查驗途徑上查驗過的組件,容許這些組件在模型中被辨認,并保證悉數以系統為基礎的仿真分析方案。

  原型時期  成功的查驗往后,就會樹立一個原型。這兒要分外注重的是模型特性,這些特性特指通過分外吃力的仿真所挑選的特性,比如組件損耗(功用)。這些數據作用,為模型基礎性分析供應效能,一起為進一步研制供應知識基礎。構成要素與四大原則

  1.五大構成要素  一個機電一體釘系統中一般由結構構成要素、動力構成要素、運動構成要素、感知構成要素、功用構成要素五大構成要素有機聯絡而成。機械本體(結構構成要素)是系統的悉數功用要素的機械支撐結構,一般包括有機身、結構、支撐、聯接等。動力驅動有些(動力構成要素)依據系統控制懇求,為系統供應能量和動力以使系統正常工作。查驗傳感有些(感知構成要素)對系統的工作

  機電一體釘

  所需要的自身和外部環境的各種參數和狀況進行查看,并變成可辨認的信號,傳輸給信息處理單元,通過分析、處理后發作相應的控制信息。控制及信息處理有些(功用構成要素)將來之查驗傳感有些的信息及外部直接輸入的指令進行會合、存儲、分析、加工處理后,按照信息處理作用和規矩的程序與節奏宣告相應的指令,控制悉數系統有目的的工作。施行組織(運動構成要素)

依據控制及信息處理有些宣告的指令,結束規矩的動作和功用。

  2.四大原則  構成機電一體釘系統的五大構成要素其內部及彼此之間都有必要遵從結構耦合、運動傳遞、信息控制與能量改換四大原則。 接口耦合:兩個需要進行信息交流和傳遞的環節之間,由于信息辦法不一樣(數字量與仿照量,串行碼與并行碼,接連脈沖與序列脈沖等)無法直接傳遞和交流,有必要通過接口耦合來結束。而兩個信號強弱相差懸殊的環節之間,也有必要通過接口耦合后,才調匹配。改換擴大后的信號要在兩個環節之間可靠、活絡、精確的交流、傳遞,有必要遵從一起的時序、信號格式和邏輯標準才行,因此接口耦合時就有必要具有保證信息的邏輯控制功用,使信息按規矩的辦法進行交流與傳遞。

  能量改換: 

  兩個需要進行傳輸和交流的環節之間,由于辦法不一樣而無法直接進行能量的改換和交流,有必要進行能量的改換,能量的改換包括施行器,驅動器和他們的不一樣類型能量的最優改換辦法及原理。 

  信息控制:在系統中,所謂智能構成要素的系統控制單元,在軟、硬件的保證下,結束信息的收集、傳輸、貯存、分析、運算、差異、挑選方案,以抵達信息控制的目的。對于智能化程度高

  機電一體釘

  的信息控制系統還包括了知識獲得、推理機制以及自學習功用等知識驅動功用。 

  運動傳遞:運動傳遞使構成機電一體釘系統各構成要素之間,不一樣類型運動的改換與傳輸以及以運動控制為目的的優化。

  三、自動化技術: 

  所謂自動化技術,是指人類運用各種技術手法和辦法來替代人去結束各種查驗、分析、差異和控制造業,以實習預期的政策、功用。一個自動化系統一般由多個環節要素構成,以結束信息的獲取、信息的傳遞、信息的改換、信息的處理及信息的施行等功用,畢竟結束自動工作政策。選型與方案  控制系統各功用元件的選型與方案:

  1、單片機選用INTEL公司出產的8031單片機

  單片機

  ,它首要通過并行8255口背負控制系統的信號處理:接收系統對轉矩、閥門翻開、封閉及閥門開度等設定信號,并供應三相PWM波發作器所需要的控制信號;處理IPM宣告的缺陷信號和報警信號;處理通過仿照輸進口接收的電流、電壓、方位等查看信號;供應閃現電動施行組織的工作狀況信號;施行控制系統來的控制信號,向控制系統反響信號;

  2、三相PWM波發作器 PWM波的發作一般有仿照和數字兩種辦法。仿照法電路凌亂,有溫漂景象,精度低,綁縛了系統的功用;數字法是按照不一樣的數字模型用計算機算出各切換點,并存入內存,然后通過查表及必要的計算發作PWM波,這種辦法占用的內存較大,不能保證系統的精度。為了滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號,保證微處理器有滿足的時間進行悉數系統的查看、保護、控制等功用,文中選用MITEL公司出產的SA8282作為三相PWM發作器。SA8282是專用大方案集成電路,具有獨立的標準微處理器接口,芯片內部包括了波形、頻率、幅值等控制信息。

  3、智能逆變模塊IPM 為了滿足施行組織體積小,可靠性高的懇求,電機電源選用智能功率模塊IPM。該施行組織首要適用功率小于5.5kW的三相異步電機,其額定電壓為380V,功率因數為0.75。經計算可知,選用日本產的智能功率模塊PM50RSA120能夠滿足系統懇求。該功率模塊集功率開關和驅動電路、制動電路于一體,并內置過電流、短路、欠電壓和過熱保護以及報警輸出,是一種高功用的功率開關器材。

  4、方位查看電路 方位查看電路是施行組織的首要構成有些,它的功用是供應精確的

  方位信號。關鍵問題是方位傳感器的選型。在傳統的電動施行組織中多選用繞線電位器、差動變壓器、導電塑料電位器等。繞線電位器壽數短被挑選。差動變壓器由于線性區太短和溫度特性不志向而遭到綁縛。導電塑料電位器如今較為盛行,但它是有觸點的,壽數也不行能很長,精度也不高。筆者選用的方位傳感器為脈沖數字式傳感器,這種傳感器是無觸點的,且具有精度高、無線性區綁縛、穩定性高、無溫度綁縛等特征。 5、電壓、電流及查看 查看電壓、電流首要是為了計算電機的力矩,以及變頻器輸出回路短路、斷相保護和逆變模塊缺陷確診。由于變頻器輸出的電流和電壓的頻率方案為0~50Hz,選用慣例的電流、電壓互感器無法滿足懇求。為了活絡反映出電流的大小,選用霍爾型電流互感器查看IPM輸出的三相電流,對于IPM輸出電壓的查看選用分壓電路。

  6)、通訊接口為了結束計算機聯網和長途控制,選用MAX232作為系統的串行通訊接口,MAX232內部有兩個完全相同的電平改換電路,能夠把8031串行口輸出的TTL電平改換為RS-232標準電平,把其它微機送來的RS-232標準電平改換成TTL電平給8031,結束單片機與其它微機間的通訊。

  7、時鐘電路時鐘電路首要用來供應采樣與控

  制周期、速度計算時所需要的時間以及日歷。文中選用時鐘電路DS12887。DS12887內部有114字節的用戶非易失性RAM,可用來存入需長時間保存的數據。

  8、液晶閃現單元 為了結束人機對話功用,選用MGLS12832液晶閃現模塊構成閃現電路。選用組態閃現辦法。通過菜單挑選,可分別對閥門、力矩、限位、電機、通訊和參數等信號進行設置或調試。并選用文字和圖形相聯絡的辦法,閃現直觀、明白。

  9、程序出格自恢復電路 為了保證在強干擾下程序出格時系統能夠自動地恢復正常,選用MAX705構成程序出格自恢復電路,監督程序工作。如圖2-3所示,該電路由MAX705、與非門及微分電路構成。工作原理為:一旦程序出格,WDO由高變低,由于微分電路的作用,由“與非”門輸入引腳2變為高電平,引腳2電平的這種改動使“與非”門輸出一個正脈沖,使單片機發作一次復位,復位結束后,又由程序通過P1.0口向MAX705的WDI引腳發正脈沖,使WDO引腳回到高電平,程序出格自恢復電路持續監督程序工作。

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