自动化设备及 生产线调试与维护

1. 自动化设备及生产线调试与维护

2. 第三章 数控机床控制技术 第一章 自动化设备及 生产线概论 第四章 气压传动 控制技术 第七章 恒压供水 控制系统 第二章 工业仿真模型 及其控制技术 第五章 电梯控制系统 第六章 机器人控制系统

3. 第一章 自动化设备及生产线概论 第一节 概 述 第二节 自动控制系统组成、工作 原理和分类 第三节 工业控制机简介

4. 引入 随着科学技术的不断发展，为了减轻人们的劳动强度，提高生产效率，人类设计了各种自动化设备及生产线。

5. 汽车部件生产线 为汽车部件生产企业制作齿轮加工自动生产，与CNC机床衔接，使工件从毛料进入，直到成品制出。

6. 家电装配生产线 主要有 燃气灶、 电饭煲、 座便器

7. 回转式餐厅输送机

8. 计算机装配生产线

9. 力帆汽车机器人生产线

11. 日常生活

12. 数控加工中心

13. 一、基本概念和定义 “自动化设备及生产线”是机电一体化技术和机电一体化产品的概括，是机械学、电子学等不断发展、相互渗透和综合应用的产物。 自动化设备及生产线是一门将机械、电子、电气、信息处理和计算机应用等技术融合在一起的复合性技术。它是以机械产品为主体，实现机械、电子、信息等技术相互结合、融为一体的产品和系统。

14. 二、发展过程 自 动 化 设 备 及 生 产 线 的 发 展 我 国 古 代 自 动 装 置 材料及制造精度的发展 科学理论的发展 电子及计算机技术的发展

15. 二、发展过程 （一） 我国古代自动装置 • 中国古代能工巧匠发明了许多原始的自动装置，以满足生产、生活和作战的需要。指南车、铜壶滴漏、浮子式阀门、记里鼓车、漏水转浑天仪、候风地动仪、水运仪象台等就是其中比较著名的几种。

16. 1.指南车 中国马钧研制出用齿轮传动的自动指示方向的指南车（235年）。

17. 2.铜壶滴漏 中国、埃及和巴比伦出现自动计时漏斗。

18. 3.候风地动仪 4.漏水转浑天仪 张衡观测记录了两千五百颗恒星，创制了世 界上第一架能比较准确地表演天象的漏水转浑天 仪，第一架测试地震的仪器——候风地动仪。

19. 5.水运仪象台 公元1088年，苏颂、韩公廉等人制成的水力天文装置高约12m、宽约7m。它既能演示或观测天象，又能计时及报时。

20. ★ 中国古代人民在原始的自动装置的创造和发明上作出过辉煌的成就。

21. 二、发展过程 （二）材料及制造精度的发展 1.材料的发展与产品的发展密切相关 石器 陶器 青铜器 钢铁 合成材料 新型材料

22. 二、发展过程 2.材料的发展推动了制造方法的发展 电火花加工 特种加工方法 激光加工 超声波加工 制造精度：由毫米数量级发展到微米、纳米数量级

23. 二、发展过程 （三）科学理论的发展 20世纪60-70年代先后出现了系统论、优化法和线性规划、人工智能理论，为计算机科学、信息科学奠定了理论基础，为开发现代自动化设备及生产线提供了条件。 马克斯韦尔（J.C.Maxwell）

24. 二、发展过程 （四）自动化设备及生产线的发展 机械制造（机床制造）：数控机床、工业机器人 轻纺工业：微电子技术 办公机械和通信器具：复印机、打印机、传真机 民用消费器具：摄录像机、全自动洗衣机 自动化立体仓库 其他：仪器仪表、医疗器械等

28. ★自动化设备及生产线几乎遍及各行各业，这是在世界范围内产业界兴起的一场新技术革命。★自动化设备及生产线几乎遍及各行各业，这是在世界范围内产业界兴起的一场新技术革命。

29. 三、发展的主要方向 扩大学科面，发展新产品 利用微电子和计算机技术改造老产品、旧设备和生产线 共性关键技术及基础技术研究

30. 四、经济效益 节约能源，降低消耗 提高生产率 提高精度和保证质量 改善操作性和使用性 提高产品和系统的 适应能力和柔性 简化结构，减轻重量 降低价格 提高可靠性

31. ★ 五、自动化设备及生产线的组成 总体结构

32. ★ 五、自动化设备及生产线的组成 1.机械本体系统 机械主体结构和各功能系统的支撑部件。 2.执行系统 根据信号处理系统和控制系统发出的指令进行动作。 3.检测传感系统 对系统进行监视和检测，同时将感受采集到的信息或状态参数反馈至信号处理和控制系统。

33. ★ 五、自动化设备及生产线的组成 4.信号处理和控制系统 这是主控系统，相当于人脑。通常由计算机、单片机或PLC组成。它接收检测传感系统发来的参数信号进行处理，然后向机械本体中的执行系统发出控制指令。 5.动力源系统 除电力源外，有时还会有液压源、气压源等，用于驱动机电产品进行各种运动和操作。

34. ★ 五、自动化设备及生产线的组成 功能系统关系图

35. 进料口 （控制仪表） 控制器 变送器 执行器 引入 检测 眼看 运算 脑想 手动 执行 液位的人工控制 液位的自动控制

37. 引入 稳定 自控要求 快速 准确 第二节 自动控制系统组成、 工作原理和分类

38. 一、自动控制系统的组成 自动控制系统基本组成

39. 一、自动控制系统的组成 给定元件：调节给定信号，以调节输出量的大小。 测量元件：测量输出量的大小，反馈到输入端。 比较元件：比较输入量和实际输出量得出偏差值。 组 成 放大元件：放大偏差值，以驱动执行元件。 执行元件：对输出量进行控制。 控制对象：需要控制的机器、设备。 反馈环节：由它将输出量引出再回送到控制部分。

40. 按系统输入量、输出量数量分 开环控制系统 单输入单输出系统 按信号传递的路径分 闭环控制系统 多输入多输出系统 线性控制系统 时不变系统 按参数是否随时间变化分 按系统元件特性分 非线性控制系统 时变系统 有静差系统 连续系统 按信号的形式分 按是否存在稳态误差分 离散系统 无静差系统 二、自动控制系统的分类

41. 二、自动控制系统的分类 开环控制系统 闭环控制系统

42. 三、自动控制系统的工作原理 以 水 位 控 制 系 统 为 例 水位控制系统示意图

43. 三、自动控制系统的工作原理 水位控制系统职能方框图

44. 水位控制系统的工作原理 1.系统的组成 系统的控制对象为水箱，被控制量是水位高度h。 使水位h发生改变的外界因素是用水量m2。 使水位保持恒定的可控因素是给水量m1。 m1由电动机驱动的控制阀门V1控制。

45. 水位控制系统的工作原理 2.工作原理 系统稳定，电动机停转，UB=UA，m1=m2,h=h0。m2增加，水位h下降，通过浮球及杠杆反馈作用，UB将增大，电动机电压U＜0，电动机反转，使V1阀门开大，m1增加，水位上升并恢复到原位，直到m1=m2,h=h0，UA=UB，U=0，电动机停转为止。

46. 引入 第三节 工业控制机简介

47. 一、工业控制机的发展概况 工业控制机也称工业计算机IPC(Industrial Personal Computer)。它是以电子计算机为核心的测量和控制系统，主要应用于工业过程测量、控制、数据采集等。 工业控制机的出现和发展是工业生产发展的需要，是工业自动化技术发展的趋势。 国际上——3个阶段 国内——3个阶段

48. 一、工业控制机的发展概况 （一）国际上——3个阶段 开创时期（20世纪50─60年代） 小型工业控制机系统发展时期 工业微型机测控系统发展时期

49. 一、工业控制机的发展概况 （二）国内——3个阶段 第一代（20世纪80年代初期─90年代初期）：STD 总线工业控制机。开创了低成本工业自动化技术的先河。 第二代（20世纪90年代初期）：IBM PC机即IPC。 造就了一个PC-based系统时代。 第三代（20世纪90年代末期至今）：模块化的 CompactPCI工业控制机及扩展总线（PXI总线）迅速发展 和普及。

50. 二、工业控制机的作用 巡回检测和数据处理 顺序控制和数值控制 操作指导 直接数字控制 监督控制 工厂管理或调度