电子书-FA工业自动化设备设计基础绪 论 一 目的 随着科学技术的发展以及人们对于产品品质的更高追求，越来越多的企业和 工厂都期望使用大量的自动化设备和装置来取代工人繁冗无味的重复劳动，实现 产品的全部或者部分制造过程的自动化以消除因为人为因素导致的产品质量的 不稳定性，这就是我们通常所说的“工厂自动化”（Factory Automation,简称： FA）。 本文以及后续系列篇幅介绍的就是为了实现工厂自动化而做的工业自动化 设备的设计基础知识。本系列文章主要面对的对象是：有志于投身机械设计行业 的，具有基本机电知识的大学生、应届毕业生以及毕业 3 年以内的初级设计师（助 理设计师）。所以本系列文章的主要宗旨是：让在校大学生明白学习的方向，让 应届毕业生能迅速地把学校学到的理论知识正确地应用到设计实践中来，让助理 设计师发现自己的不足之处。本系列文章不会解释设计方法学的问题，凡涉及到 设计方法学的问题，烦请诸位自己查阅相关资料。比如：自顶向下设计、优化设 计等。所以，在接下来的讲解中，本人会尽量使用简洁、系列的方式，通俗的语 言列举我们所要表达的内容，尽量做到不罗嗦、不重复，尽量减小诸位的阅读强 度、节约大家的时间。所以，我们的口号是“理论联系实际”。好了，以下咱们 开始进入工厂自动化设备的天地中。 注意：本文中所说的自动化设备主要是大量使用了现代自动化元器件以及自 动化控制系统的各类设备，与传统的纯机械机构组成的设备有一定的区别。但是， 也不可盲目的崇拜自动化元器件和现代控制技术的能力，传统的机械机构仍然是 机械的主要组成部分；与现代自动化器件组成的结构模块相比较，传统的机械机 构具有非常明显的简洁、高效的优点；所以，在设备设计过程中，只有合理地运 用机构和自动化元器件、现代控制技术才有可能设计出完美的自动化设备。由于 机械机构学在 18 世纪已经发展成熟，而且在大学的《机械原理》课程中有清晰 的阐述，所以，本文会尽量少的提到机械原理，涉及到的机械原理
标签： 工业自动化
上传时间： 2022-02-19
上传用户：wangshoupeng199
智能家居灯光控制系统.pdf1.系统功能 商场灯光区域化管理。 灯光远程手自动开关，减少人工工作量，提高工作效率。 可设定灯光开关时间，减少不必要的能耗。 强电弱电分离，减少不安全因素。 可根据需要扩展控制模块和灯具。 2.系统组成 本地部分 采集控制模块：eIMB3602 嵌入式可编程工业主板； 数据远传设备：GPRS-5-232/485 无线数传终端； 中继器：每 500 米安装一个，数量根据实际需求配备。 控制室部分 服务器：ePC3602 嵌入式工控机； 配套软件：IOTMonitor 物联网信息监控软件一套，安装于 ePC3602 嵌入式工控 机。
上传时间： 2022-03-11
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压电材料由于其力电耦合特性，能有效地将机械能与电能进行转换，于是人们将其作为激励/传感器广泛地应用于各类工程领域。压电材料常常与受控柔性结构粘接成一体，作为传感器以及激励器，以达到抑制受控结构振动的目标。因此，研究压电智能结构的振动以及振动控制有重要的科学意义和实用价值本文基于压电材料与宿主结构之间的力电耦合特性，推导了拉普拉斯变换形式卜的压电智能梁结构的阻抗矩阵，并基于阻抗矩阵研究如何建立压电智能梁结构的频率响应数值模型以及由此模型计算系统动态响应的方法，本文还研究了速度负反馈控制器作用下压电梁的控制系统性能：PPF控制器下不同系统输入时，系统的动态性能；不同控制器参数下，控制系统的效果。计算结果表明，本文模型能有效地与各种控制策略相结合，研究压电梁的振动控制问题。最后，本文还尝试由阻抗矩阵模型建立系统的TF控制模型，对于单个矩阵元素，此方法能在指定频域内得到很好的近似模型，对于由许多单元组成的压电梁，本文方法得到的结果能识别部分阶频率，因此需要进一步研究。振动是大自然中最普遍的现象，在现实的工业工程及实际生活中，人们常常遇到各种与振动有关的问题。譬如，我们常用的各种音响设备、医疗超声检测设备、雷达等设备及设施中，就利用了振动含有积极意义的一方面；另一方面，机床的剧烈振动导致工件的加工精度达不到要求、飞机机翼的颤振、飞机轮船等振动噪声过大导致乘客感到不舒适等则是振动消极一面的具体体现。为此，人们常常对这些设备的系统模型进行分析、研究，以期对振动进行控制：一方面提高起积极作用的振动的强度或将其控制在人们希望的程度上：另一方面尽可能地将起消极作用的振动削弱，达到不影响工业生产及生活的效果
标签： 阻抗法
上传时间： 2022-03-11
上传用户：qingfengchizhu
三相异步电动机Y-Δ降压启动控制电路,因其电路结构简单、经济可靠,被广泛应用于工业现场。随着,工业自动化要求越来越高,出现用PLC改造三相异步电动机Y-Δ降压启动控制电路。但是,PLC的价格较高。实际工业中,尤其是对三相异步电动机要求启动频繁、粉尘污染严重,这就加快了控制电器触点的损坏(如时间继电器,中间接触器),增加了出现故障的概率和维修的成本。而采用单片机控制,其是密封式的,抗粉尘污染,而且价格低廉,运行可靠,即可以减少维修成本,还能减少故障时间,一举多得。采用单片机改造三相异步电动机Y-Δ降压启动控制电路,通过按动接在单片机上的按钮启动和停止电动机,同时还可以在单片机中设置单片机从星形连接转换为三角形连接的时间,当通过按钮启动电动机时,单片机将自动实现三相异步电动机Y-Δ降压启动转换。
上传时间： 2022-03-27
上传用户：得之我幸78
1，产品简介USR-G808是一款双4G无线工业路由器，提供了一种用户通过WIF1或是网口接入4G网络的解决方案.产品采用商业级高性能嵌入式CPU，工作频率高达580MHz，基于多样的硬件接口+强大的软件功能+灵活的组网方式，用户可以快递组建自己的应用网络，该产品已经在物联网产业链中的M2N行业广泛应用，为智能电网、个人医疗、智能家居、自助终端、工业自动化等各领域提供可靠性的数据传输组网.1.1.产品特点支持4个有线LAN口，1个有线WAN口、1个命令串口有线网口均支持10/100Mbps速率支持1个WLAN无线局域网支持LED状态指示灯（显示电源、系统、双4G网络类型和倍号强度等状态）支持一键恢复出厂设置支持串口、sSH，Telnet，Web多平台管理配置方式支持APN自动检网、制式切换、SIM信息显示，支持APN专网卡支持主模块、备模块、有线WAN等多网同时在线、多网智能切换备份功能（可选）支持负载均衡模式，可以根据设置的权重来分担双卡的流量.支持VPN Client（PPTP，L2TP，IPSEC.OPENVPN.GRE，SSTP），并支持VPN加密功能.支持静态路由、PPPOE，DHCP，静态IP等功能支持防火堵、NAT，DMZ主机、访问控制的黑白名单、IP限速、MAC限递支持Q0S、流量服务，可以根据接口限速支持动态域名（DDNS）以及端口转发、花生壳内网穿透支持远程升级、远程监控支持NTP，内置RTC支持外部硬件看门狗设计，保证系统的稳定性
标签： 工业路由器
上传时间： 2022-05-01
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在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视牛产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。本文将设计一台四白由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和同服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关书的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。关键词：机器人，示教编程，伺服，制动在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。“工业机器人”（Industrial Robot）：多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业机器人或通用机器人）。机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作求以操纵工件进行加.
上传时间： 2022-05-28
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多关节机器人在工业上已经得到了非常广泛的应用，并且以后会用在越来越多的其他领域。多轴控制系统作为多关节机器人的核心，发展也十分迅速。传统的多轴控制器体积比较庞大，扩展性不好。在工业4.0的时代，多轴控制系统也越来越智能，同时体积也在逐步减小，并且能够联网。EtherCAT现场总线是一种新兴工业实时以太网总线，经过多年的技术发展，在通讯速度，拓扑结构等领域已经具有非常独特的优势。本课题的工作主要是将EtherCAT现场总线技术应用在多轴控制系统中，利用其技术优势，进一步提高多轴控制器的扩展性和灵活性，使控制系统网络化。 本研究首先分析了多轴控制系统的现状以及发展趋势，介绍了EtherCAT现场总线技术，在此基础上，确立了多轴控制系统的开发架构以及开发方法。然后，课题设计完成了基于ET1100的通讯板。在此通讯板的基础上，使用STM32单片机作为EtherCAT应用层控制芯片，设计并完成了数字输入输出部分和模拟输入输出部分的软硬件。同时，为了达到工业现场的要求，设计着重考虑了安装的便利性，热插拔功能以及抗干扰性。接着，课题以实验室雕刻机为控制对象，以PC机作为EtherCAT主站，在主站上的TwinCAT软件中设计实现了雕刻机的正逆运动学算法，并设计实现人机界面。同时，课题使用ADS通讯接口与C＃高级语言进行通讯，实现了数据的交互。为了更加方便实现人机交互，课题也基于.NET架构设计了人机界面，这样方便Windows平台对多轴系统的直接或者远程控制。最后，在雕刻机平台上对设计的多轴控制系统进行调试和实验，同时对多轴之间的同步性能进行测试，完成了雕刻机的单轴运动，点动运动，多轴联动以及示教运动，并且多轴之间的实时性在微秒级。
上传时间： 2022-05-29
上传用户：qingfengchizhu
自1995年美国推出世界上第一台Unimate型机器人以来，工业机器人的数量在世界范围内不断增长，焊接从一开始就是工业机器人应用最重要的领域之一，焊接机器人能显著提高焊接质量和工作效率，减轻工人的劳动强度，降低生产成本和对工人操作技术的要求，它的广泛应用和国产化、产业化，对实现我国在21世纪前半叶成为世界制造强国的目标具有非常重要的意义。本文针对一台6R焊接机器人，系统分析了其动力学性能和结构特性。首先运用D-H方法，建立了该机器人的连杆坐标系，在此基础上，推导了机器人的运动学正反解、求解了机器人的雅可比矩阵；对机器人进行了详细的静力学、动力学分析：利用Robotic Toolbox和IMatlab编程实现了机器人的运动学可视化仿真，直观地反映了机器人各关节变量与末端位姿矩阵之间的关系，为机器人的三维图形仿真提供了参考；利用Matiab/Simulink建立了机器人的动力学仿真模型，编制了相应的Matlabi算程序，通过动力学仿真，得到了运动过程中机器人各关节驱动力矩的变化曲线，为合理选择驱动电机、轴承等关键零部件以及机器人的实时和最优控制提供了依据针对机器人操作机的机构优化设计，对机器人关键承载部件进行了分析和简化，建立了关键承载部件的有限元分析模型，选取了最危险的受力状况作为分析工况，对各部件进行了静力分析，得到了各部件的应力和位移分布，获得了各部件的最大变形，对机器入局部刚度进行了评价。
标签： 工业机器人
上传时间： 2022-05-30
上传用户：zhaiyawei
近年来，随着超声学研究的发展，功率超声技术得到了越来越广泛的应用。超声波清洗技术作为功率超声技术的一个分支，以清洗速度快、效果好、易于实现自动化等优点，为传统工业清洗领域注入了新鲜的血液。作为超声波清洗机的核心组件，超声逆变电源的设计一直是超声波清洗系统设计的关键环节，它性能的好坏很大程度上决定了最终的清洗效果。以往的超声逆变电源的设计通常是基于模拟集成控制芯片的，这种实现方式在频率、功率控制的精度和速度上以及系统的灵活性、稳定性方面存在着一定的局限性，限制了超声逆变电源的发展。数字控制技术的出现，很好地弥补了上述缺陷，因此本课题将数字控制技术引入到超声逆变电源控制电路的设计中是很有意义的。 本文首先对超声逆变电源的基本结构和工作原理做了简单介绍，针对超声逆变电源各部分的结构特点，并结合一些传统设计方案优缺点的分析，确定了二极管不控整流的整流电路设计方案、电压源型串联谐振逆变器的逆变电路实现方案、基于锁相环的频率跟踪实现方案、和基于PWM脉宽调制技术的功率调节实现方案。接着，文章详细介绍了频率自动跟踪和功率控制的具体实现方法，利用数学推理和波形分析的方式阐明了方案的可行性，并通过软件仿真验证了方案的正确性。然后，文章还设计了主电路谐振软开关、人机接口电路、采样电路、IGBT驱动以及过流过温保护电路。方案确定了之后，通过观察自制电路板的实验波形表明新构建的超声逆变电源可以保证系统在复杂工况下处于谐振状态，验证了全数字频率跟踪系统和功率调节系统的可行性和有效性。 本文的重点和创新点在于将超声逆变电源的控制电路通过数字化来实现。本文创新地利用FPGA构建了全数字频率跟踪系统——数字锁相环和全数字功率调节系统——数字PWM调制、数字PID调节，从而取代了传统的模拟锁相环芯片CD4046和模拟PWM控制芯片SG3525，在控制的精确性、快速性和灵活性上都有了很大的提高。此外，利用ATmega16单片机实现了人机接口电路、频率采样和电流A/D转换，并通过SPI接口与FPGA进行数据传输，完善了数字控制体系，从而实现了基于FPGA和单片机的全数字控制超声逆变电源系统。
上传时间： 2022-05-30
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随着微电子技术和电力电子技术的发展，伺服运动控制系统已经从模拟控制发展到全数字控制，其性能不断提高，在工业机器人、数控机床等设备中获得了广泛应用.基于现场总线网络的伺服运动控制系统以其高可靠性、快速性和稳定性成为伺服运动控制系统的发展趋势。德国倍福公司提出的EtherCAT工业以太网技术在数据链路层采用了实时调度的软件核，并提供了过程数据传输的独立通道，提高了系统的实时性：该网络还具有灵活的拓扑结构，简单的系统配置，较低的构建成本等特点，适合应用于运动控制领域。目前，该网络受到了运动控制开发商的广泛关注。本文以海洋研究领域的造波机系统开发为背景，利用EtherCAT从站接口控制器ET1100和DSP芯片TMS320F28335开发了EtherCAT从站设备，构建了一主一从的EtherCAT网络结构实现了伺服系统精确的位置控制。论文首先对伺服运动控制系统的概念、特点进行了介绍，对其各个组成部分进行了详细分析，并结合实践经验给出了自己的观点，就目前广泛应用于网络运动控制中的两种总线网络进行了介绍。其次，详细分析了EtherCAT网络的原理、技术特点及主从站关键技术。结合本文的系统设计，介绍了1公司最新推出的用于1业控制的DSP片-TMS320F28335，分析了系统设计中用到的几个运动控制模块与通讯模块，并给出了相应寄存器配置。最后在对EtherCAT网络和DSP芯片TMS320F28335研究基础上，开发了EtherCAT从站设备，避免了造波机系统中脉冲+方向位置控制方式长线传输的缺点，给出了开发系统的总体框架及主从站实现的关键细节，并给出了相应的实验结论。本设计充分发挥了EtherCAT工业以太网络实时数据传输的功能和TMS320F28335 DSP芯片运动控制功能，实现了运动系统高精度的位置控制。
上传时间： 2022-06-01
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