《机械机电》PPT课件.ppt

机电一体化,执行元件,执行元件（驱动部件）是将各种形式的输入能量转换为机械能的转换部件。在机电一体化系统中,执行元件处于微电子控制系统与机械系统的连接部位。执行元件是机电一体化系统必不可少的部件。,第一节 执行元件的种类、特点及基本要求,执行元件（驱动部件）是将各种形式的输入能量转换为机械能的转换部件。,例如：电动机；电磁铁；继电器；液压缸；气缸；等,第一节 执行元件的种类、特点及基本要求,什么是执行元件？,在机电一体化系统中，执行元件位于微电子控制系统与机械系统的连接部位。,第一节 执行元件的种类、特点及基本要求,它处于什么位置？,机电一体化系统,执行元件是机电一体化系统必不可少的部件。,数控机床各坐标轴的运功、工作台的进给运动；,第一节 执行元件的种类、特点及基本要求,例如：,工业机器人手臂的升降、回转和伸缩等运动。,等等,为什么重要？,根据使用能量的不同，执行元件可分为电动式、液动式和气动式。,电动式：主要利用电磁力驱动机械运动机构运动。液动式：利用液压能驱动机械运动机构运动。气动式：利用气压能驱动机械运动机构运动。,一、执行元件的种类及特点,一、执行元件的种类及特点,图3.1 执行元件的种类,执行元件,（1）电气式执行元件电气式执行元件包括：控制用电动机(步进电动机、DC和AC伺服电动机)、压电元件及电磁铁等。以电动机和电磁铁为最常用。对控制用电动机的性能要求：稳速运转性能，良好的加速、减速性能和伺服性能等动态性能，以及频繁使用时的适应性和便于维修性能。控制用电动机驱动系统可在指令器给定的指令位置定位停止。具有位置(或速度)反馈环节的叫闭环系统，没有位置与速度反馈环节的叫开环系统。,（2）液压式执行元件液压式执行元件有：往复运动的油缸、回转油缸、液压马达等，其中油缸占绝大多数。数字式液压式执行元件，例如电-液伺服马达和电-液步进马达，这些电-液式马达的最大优点是比电动机的转矩大，可以直接驱动运行机构，转矩/惯量比大，过载能力强，适合于重载的高加减速驱动。（3）气压式执行元件具有代表性的气压执行元件有气缸、气压马达等。气压式执行元件用压缩空气作工作介质，其它方面与液压式执行元件无什么区别。气压驱动虽可得到较大的驱动力、行程和速度，但由于空气粘性差，具有可压缩性，故不能在定位精度较高的场合使用。,一、执行元件的种类及特点,一、执行元件的种类及特点,一、执行元件的种类及特点,二、对执行元件的基本要求,1、调速范围宽且有良好的稳定性，尤其是低速时的速度平稳性。2、负载特性硬，即使在低速时，也应有足够的负载能力。3、反应速度快。4、可频繁启停及换向5、易于控制,三、常用的控制用电机,(1)常用的控制用电机分类,伺服电机：将输入电压信号(按大小方向的不同)转化为轴上角位移角速度输出。步进电机：将输入的脉冲电信号(脉冲数、脉冲频率)变换为输出的角位移和转速。直线电机：直接将电能转化为直线运动。,4.2.3步进电机的种类,分类：步进电动机的种类很多，按转矩产生的原理分：反应式（转子没激磁）和混合式（转子有激磁）；按转子的结构分：可变磁阻型（VR=Variable Reluctance Type）、永磁型（PM=Permanent Magnet Type）、混合型（HB=Hybrid Type）；,4.2.3直流伺服电动机及其驱动,含义：直流伺服电动机是将控制信号转换为机械信号。,分类：按电枢的结构与形状可分为：平滑电枢型：电枢无槽，绕组直接固定在电枢铁芯上空心电枢型：带绕组的转子上没有铁芯有槽电枢型：电枢有槽，绕组安装在槽内,