机电一体化综合实训实习(实训)报告.doc
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1、苏 州 市 职 业 大 学实习(实训)报告 名称 机电一体化综合实训 2011年10月30日至2012年1月6日共10周院 系 机电工程系 班 级 机电一体化(4)班 姓 名 。 系主任 教研室主任 指导教师 机电一体化教研室目 录目 录2第一章 机电一体化简介41.1机电一体化技术41.2 机电一体化系统的特点413机电一体化现状及发展趋势5第二章 电工仪器仪表应用72.1 仪器仪表介绍及使用方法72.1.1 示波器72.1.2 信号发生器82.1.3 万用表92.1.4 钳形表112.2 晶闸管调压电路的测量15第三章 PCB板测绘与制图173.1 测绘要求173.2 手绘原理图173.3
2、 Protel绘制原理图生成PCB18第四章 机床电路连接与调试214.1 三相异步电动机正反转控制线路214.1.1 三相异步电动机的简介214.1.2 三相异步电动机的工作原理214.1.3 三相异步电动机正反转控制的工作过程214.2 三相异步电动机反接制动控制线路234.2.1 时间继电器的简介234.2.2 时间继电器的工作过程234.2.3 三相异步电动机反接制动控制的工作过程234.3 时间继电器自动切换星形-三角形降压起动控制线路254.3.1 形-三角形降压起动的简介254.3.2 星形三角形的注意事项254.3.3 时间继电器自动切换星形-三角形降压起动控制的工作过程25第
3、五章 液压、气动回路连接与调试285.1 液压压力控制回路285.1.1 调压回路285.1.2 卸荷回路295.1.3 减压回路305.2 速度控制回路315.2.1 节流调速回路315.2.2 容积调速回路325.2.3 容积节流调速回路345.3 顺序动作回路355.3.1 行程控制顺序动作回路365.3.2 压力控制的顺序动作回路365.4 FESTO FluidSIM软件375.5液压压力控制回路的设计、仿真及工作原理385.5.1回路一的设计仿真38第六章自动线MPS控制与调试406.1 MPS功能406.2 MPS系统技术构成与控制方式406.3系统结构及各站功能416.4上料检
4、测站的程序设计与运行调试426.4.1设备组成426.4.2 I/O配置436.4.3 程序设计446.5程序的调试46实训总结48附录49第一章 机电一体化简介1.1机电一体化技术机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。中国机电设计迈入PLM全新阶段,正挑战着了前所未有的,不可预测的难题,一个个久战沙场经久不衰精兵良将正褪去了昨日英雄的光环,唯有CAMEL VIEW 能够胜任军统三国,光复旧业的重任,此时数系科技与德国iXt
5、ronics GmbH公司携手共同开拓机电设计领域的新篇章,CAMEL VIEW 作为机电一体化设计系统,从产品的概念设计到产品性能的测试、验证、通过都是一体化的,流程化的、规范化的,在满足用户设计的前提下,数值实验的仿真与结果的验证无不精确化,支持复杂环境下,多工况,多耦合场设计.1.2 机电一体化系统的特点机电一体化技术的主要特征:1、整体结构最优化:在传统机械产品中,为了增加功能,或实现某一种控制规律,往往靠增加机械机构的办法来实现。如果采用机电一体化系统,可以从机械、电子、硬件、软件四个方面去实现同一种功能。2、系统控制智能化:这是机电一体化技术与传统的工业自动化技术最主要的区别之一。
6、电子技术的引入,显著地改变了传统机械那种单纯靠操作人员,按照规定的工艺顺序频繁重复的工作状况。3、操作性能柔性化:计算机软件技术的引入,能使机电一体化系统的各个传动机构的动作通过预先给定的程序,一步一步地由电子系统来协调。在生产对象变更需要改变传动机构的动作规律时,无须改变其硬件机构,只要调整由一系列指令组成的软件,就可以达到预期的目的。机电一体化系统有如下特点:工作能力与质量高、使用安全性与可靠性高、调整和维修方便、具有复合功能且适用面广、改善劳动条件利于自动化生产、节约能源减少耗材。正因为这些特点,机电一体化的使用会给社会带来巨大的效益,因此世界各国都在大力发展机电一体化技术。13机电一体
7、化现状及发展趋势机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。(一)数字化微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。(二)智能化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等
8、能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能IO接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。(三)模块化由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。(四)网络化由于网络的普及。基于网络的各种
9、远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处。因此。机电体化产品无疑应朝网络化方向发展。(五)人性化机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。(六)微型化微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电
10、系统(Micro ElectronicMechanical system,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。(七)集成化集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转。然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。(八)带源化是指机电一体化产品自身
11、带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一第二章 电工仪器仪表应用2.1 仪器仪表介绍及使用方法2.1.1 示波器 示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。 示波管 阴极射线管(CRT)简称示波管,是示波器的核心。它将电信号转换为光信号
12、。电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内,构成了一个完整的示波管。 1荧光屏 现在的示波管屏面通常是矩形平面,内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜,撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用,有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。 当电子停止轰击后,亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10s为极短余辉,10s1ms为短余辉,1ms01s为中余辉,01s-1s为长余辉,大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管,高频示波器选用短余辉,低频示波器选用长余辉。
13、 由于所用磷光材料不同,荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管,以保护人的眼睛。 2电子枪及聚焦 电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极,阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒,套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低,对阴极发射的电子起控制作用,一般只有运动初速度大的少量电子,在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔,奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低,则全部电子返回阴极,即管子截止。调节电路中的W1电位器,可以改变栅
14、极电位,控制射向荧光屏的电子流密度,从而达到调节亮点的辉度。第一阳极、第二阳极和前加速极都是与阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2相连,所加电位比A1高。G2的正电位对阴极电子奔向荧光屏起加速作用。 电子束从阴极奔向荧光屏的过程中,经过两次聚焦过程。第一次聚焦由K、G1、G2完成,K、K、G1、G2叫做示波管的第一电子透镜。第二次聚焦发生在G2、A1、A2区域,调节第二阳极A2的电位,能使电子束正好会聚于荧光屏上的一点,这是第二次聚焦。A1上的电压叫做聚焦电压,A1又被叫做聚焦极。有时调节A1电压仍不能满足良好聚焦,需微调第二阳极A2的电压,A2又叫做辅助聚焦极。 3偏转系统
15、偏转系统控制电子射线方向,使荧光屏上的光点随外加信号的变化描绘出被测信号的波形。Y1、Y2和Xl、X2两对互相垂直的偏转板组成偏转系统。Y轴偏转板在前,X轴偏转板在后,因此Y轴灵敏度高(被测信号经处理后加到Y轴)。两对偏转板分别加上电压,使两对偏转板间各自形成电场,分别控制电子束在垂直方向和水平方向偏转。 4示波管的电源 为使示波管正常工作,对电源供给有一定要求。规定第二阳极与偏转板之间电位相近,偏转板的平均电位为零或接近为零。阴极必须工作在负电位上。栅极G1相对阴极为负电位(30V100V),而且可调,以实现辉度调节。第一阳极为正电位(约+100V+600V),也应可调,用作聚焦调节。第二阳
16、极与前加速极相连,对阴极为正高压(约+1000V),相对于地电位的可调范围为50V。由于示波管各电极电流很小,可以用公共高压经电阻分压器供电。2.1.2 信号发生器最小输出信号可小于1mV、国内领先。大功率函数信号发生器曾为国内首创。稳定性.可靠性高、售价低 性能特点 国内所独有的输出保护技术,能有效防止过载、输出短路、错接等误操作或外电流倒灌造成损坏。 技术指标 输出信号: 三角波、方波、正弦波、脉冲波、单次脉冲. TTL电平、直流电平电压输出幅度1mV25Vp-p 输出阻抗:5010% 3位数显输出频率:0.2Hz2MHz 频率误差:1% 4位数显功率输出频率0.2Hz 200KHz 输出
17、功率10W空载电压:25Vp-p 外测频率:0.1Hz10MHz 0.1%衰减: 0dB、 -20dB、-40dB 、60dB直流电平: +10V-10V连续可调 占空比:10%90%连续可调失真度:2% (20Hz20kHz)方波上升时间: 50nSTTL方波输出: 3Vp-p 上升时间25ns外电压控制扫频:输入电平010V 输出频率 1:100电源 : 220V 10% 50Hz60Hz 外形尺寸:240(W)90(H)280(D) 重量:约2.5Kg输出采用国内外最新保护电路函数信号发生器的几种实现方法(1)用分立元件组成的函数发生器:通常是单函数发生器且频率不高,其工作不很稳定,不易
18、调试。 (2)可以由晶体管、运放IC等通用器件制作,更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。早期的函数信号发生器IC,如L8038、BA205、XR2207/2209等,它们的功能较少,精度不高,频率上限只有300kHz,无法产生更高频率的信号,调节方式也不够灵活,频率和占空比不能独立调节,二者互相影响。 (3)利用单片集成芯片的函数发生器:能产生多种波形,达到较高的频率,且易于调试。鉴于此,美国美信公司开发了新一代函数信号发生器ICMAX038,它克服了(2)中芯片的缺点,可以达到更高的技术指标,是上述芯片望尘莫及的。MAX038频率高、精度好,因此它被称为高频精密函数信号发生器IC。在锁
19、相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路的设计上,MAX038都是优选的器件。 (4)利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器:能产生任意波形并达到很高的频率。但成本较高。 产生所需参数的电测试信号仪器。按其信号波形分为四大类:正弦信号发生器。主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。按其不同性能和用途还可细分为低频(20赫至10兆赫)信号发生器、高频(100千赫至300兆赫)信号发生器、微波信号发生器、扫频和程控信号发生器、频率合成式信号发生器等。函数(波形)信号发生器。能产生某些特定的周期性时间函数波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号,频率范围可从
20、几个微赫到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外,还广泛用于其他非电测量领域。脉冲信号发生器。能产生宽度、幅度和重复频率可调的矩形脉冲的发生器,可用以测试线性系统的瞬态响应,或用作模拟信号来测试雷达、多路通信和其他脉冲数字系统的性能。随机信号发生器。通常又分为噪声信号发生器和伪随机信号发生器两类。噪声信号发生器主要用途为:在待测系统中引入一个随机信号,以模拟实际工作条件中的噪声而测定系统性能;外加一个已知噪声信号与系统内部噪声比较以测定噪声系数;用随机信号代替正弦或脉冲信号,以测定系统动态特性等。当用噪声信号进行相关函数测量时,若平均测量时间不够长,会出现统计性误差,可用伪随机信号来解
21、决2.1.3 万用表万用表又叫多用表、三用表、复用表,万用表分为指针式万用表和数字万用表引。是一种多功能、多量程的测量仪表,一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻和音频电平等,有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数(如),万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。如图2-1所示。图2-1:万用表万用表使用方法如下:(1)熟悉表盘上各符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。 (2)进行机械调零。 (3)根据被测量的种类及大小,选择转换开关的挡位及量程,找出对应的刻度线。 (4)选择表笔插孔的位置。 (5)测量电压:测量电压(或电流)时要选择好量程
22、,如果用小量程去测量大电压,则会有烧表的危险;如果用大量程去测量小电压,那么指针偏转太小,无法读数。量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电压的大小时,应先选择最高量程挡,然后逐渐减小到合适的量程。 交流电压的测量:将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡,另一个转换开关置于交流电压的合适量程上,万用表两表笔和被测电路或负载并联即可。直流电压的测量:将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡,另一个转换开关置于直流电压的合适量程上,且“+”表笔(红表笔)接到高电位处,“-”表笔(黑表笔)接到低电位处,即让电流从“+”表笔流入,从“-”表笔流出。若表笔接反,表头指针会反
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