机械制造自动化技术-自动化控制方法与技术 ppt课件
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开环控制的特点： 1、它是单向的控制过程； 2、输入量与输出量往往是不同性质的量。
闭环控制的特点： 1、有反馈； 2、会调整； 3、“结果”会影响“结果”； 4、给定量与被控量是可比较的同一种性质的量； 5、控制精度更高，系统比较复杂。
11
（3）分散控制方式（行程或继动）
系统中的控制部分表现为若干个分散的，有一定相对独 立性的子控制机构，这些机构在各自的范围内各司其责，各 行其是，互不干涉，各自完成自己的目标。
（）、指令控制装置、执行机构，传递及转换装置等部分构成。
2.自动控制系统中的指令控制装置的作用是将存储在指令存储装置中的 （），在需要的时候发出。
3.数字控制方式主要由控制介质，数控装置和（）组成。
4.数控控制方式适用于加工零件的表面形状复杂、品种经常改变的（）和 小批量生产中所用的加工设备。 5.开环控制方式与闭环控制方式的主要区别在于（）是否对系统的控制产 生影响。 6.分散控制方式与集中控制方式的主要区别在于（）与（）是按一定程序 分散布置还是集成。
指令存储和控制装置按一定程序分散布置，控制对象按
一定顺序动作（互锁性），直到完成预定的全部动作。 。 优点：互锁性，实现自动循环简单； 缺点：控制线路可能会变得非常复杂，尤其是某个动作结 束要触发多个动作同时进行时；维修和调整也变得复杂。
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（3）分散控制方式（行程或继动）
优点：实现自动循环的方法简单，电气元件的通用性强，成
本低，系统本身具有一定的互锁性（前一动作没完成、后一
动作得不到启动信号）。 缺点：顺序动作较多时，循环时间增加，对提高生产率不利； 指令控制不集中，整体协调困难、电气控制线路复杂，电气 元件增多，易引起故障。
13
（4）集中控制方式
原理：具有一个中央指令存储和控制装置，按时间顺序连续或
间隔地各种控制指令的控制系统。
（4）执行机构 完成最终动作的装置
6
自动化控制的基本要求 自动控制系统应能保证各执行机构的使用性能、加工质 量、生产效率及工作可靠性。
（1）能自动进行。 必须保证实现 （2）系统模块化，便于独立调试，与系统匹配。 （3）具有柔性、能适应加工对象的变化。 （4）简单可靠，严格筛选元件。 （5）适应环境，抗干扰。
缺点：组成元件多、系统较复杂、投资大。
适用范围：中小批量、多品种的生产。 较复杂的可变程序控制装置，采用电子计算机；生产批量大， 加工品种变化不大，可采用凸轮机械式控制（品种改变需更换 凸轮）。
15
（6）数字控制方式
原理：用数控装置（专用电子计算机），用代表加工顺序、加
工方式和加工参数的数字码作为控制指令的控制方式。
16
开环控制方式 闭环控制方式 分散控制方式 集中控制方式
主要区别？控制精度？复杂程度？
主要区别？控制精度？复杂程度？
程序控制方式 数字控制方式
计算机控制方式
固定程序与可变程序，适用范围？ 主要组成？
17
DMG 3D五轴复合加工机床
18
填空题（每空五分，共35分） 1.自动控制系统包括实现自动控制功能的装置及其控制对象Байду номын сангаас通常由指令
自动化控制系统的组成；自动化控制的 基本方式
机械传动控制的特点与典型实例
机械传动控制
液压与气压传动控制
液压与气压传动控制的特点与应用
3
一、自动化控制的概念
自动控制系统的基本组成
（1）指令存储装置
用来存储预先设置动作程序的装置
（2）指令控制装置
集中式 分散式
将存储在指令存储装置中的指令信息在需要时发出的装置。
自动化控制方法与技术
1
上次课内容回顾
机械制造系统的概念：三个流的概念； 什么是自动化；机械制造自动化涉及到 的技术 机械制造自动化设备的分类、特点与应用范围 信息化带动机械制造自动化的发展，推 动先进制造模式的出现
基本概念
机械制造自动化的类型
机械制造自动化技术的发展趋势
2
本次课内容
自动化控制概念
数控介质（穿孔带、 穿孔卡、磁带记录数 字码）
数控装置
伺服机构
数字控制系统的组成图
适用范围：加工零件的表面形状复杂、品种经常改变的单件或
小批量生产。 （7）计算机控制方式 快速运算与 逻辑判断 对大量数 据进行实 时处理
原理：利用计算机来控制部件的各种运动，功能更强，可以实
现更大范围内的控制：能控制整个加工车间甚至整个工厂。
8
自动化控制的基本方式
（1）开环控制方式
机械凸轮控制 的自动车床， 沿时间坐标轴 单向运行的任 何系统
9
（2）闭环控制方式
系统输出直接影响系统的控制，利用反馈来减少系统误差
闭环控制系统框图
比较器 给定水 + 位 水流量 控制器 进水阀门 游泳池 游泳池的水位 （输出）
检测装置
游泳池注水控制系统框图
图2-1 集中控制（时间控制）系统
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（5）程序控制方式
原理：用某种程序来控制各执行机构。
固定程序控制：程序固定不变、被控对象周期性重复操作。
优点：组成元件少、安装、调试、维护方便。 缺点：不能改变程序，否则控制系统基本不能满足新要求。 适用范围：品种单一的大批量生产。 可变程序控制：程序一定范围内可变，以适应加工品种的变化。
优点：控制链短且简单，控制系统比较简单，调整比较方便。 每个执行部件的起动指令是由集中控制装置发出的，工作精度 和可靠性比较高。
转鼓转动，凸块分 别触碰1~5限位开 关，相应的执行部 件开始工作；凸块 离开，执行部件停 止运动。 转鼓转动使执行部 件完成工作循环。 调整执行部件的运动时间？ 调整执行部件的工作循环周期？
（6）及时掌握系统工作状态。
（7）便于安装调试维护修理。 （8）布线安全合理，整齐美观。 （9）不过分追求完美，适应实际条件。
具体情况具体对待
7
自动化控制的基本方式
（1）开环控制方式
系统输出不影响系统的控制，系统控制不理会输出量的 误差，校准要求高。
自动门控制系统框图
1、系统的输出量直接受输入量的控制； 2、信号（或信息）的传递是单向的，总是从输入端单 向传至输出端。 应精确的校准
4
一、自动化控制的概念
自动控制系统的基本组成
（3）传递及转换装置 作用：将指令控制装置所发出的指令准确而及时的传送 到执行机构的装置。 传送过程中发生信号量和质的变化 传递介质：光电气液机械 信号形式：模拟式、数字式 信号量值：电压量、电流量 脉冲量等。
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一、自动化控制的概念
自动控制系统的基本组成
开环控制的特点： 1、它是单向的控制过程； 2、输入量与输出量往往是不同性质的量。
闭环控制的特点： 1、有反馈； 2、会调整； 3、“结果”会影响“结果”； 4、给定量与被控量是可比较的同一种性质的量； 5、控制精度更高，系统比较复杂。
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（3）分散控制方式（行程或继动）
系统中的控制部分表现为若干个分散的，有一定相对独 立性的子控制机构，这些机构在各自的范围内各司其责，各 行其是，互不干涉，各自完成自己的目标。
（）、指令控制装置、执行机构，传递及转换装置等部分构成。
2.自动控制系统中的指令控制装置的作用是将存储在指令存储装置中的 （），在需要的时候发出。
3.数字控制方式主要由控制介质，数控装置和（）组成。
4.数控控制方式适用于加工零件的表面形状复杂、品种经常改变的（）和 小批量生产中所用的加工设备。 5.开环控制方式与闭环控制方式的主要区别在于（）是否对系统的控制产 生影响。 6.分散控制方式与集中控制方式的主要区别在于（）与（）是按一定程序 分散布置还是集成。
指令存储和控制装置按一定程序分散布置，控制对象按
一定顺序动作（互锁性），直到完成预定的全部动作。 。 优点：互锁性，实现自动循环简单； 缺点：控制线路可能会变得非常复杂，尤其是某个动作结 束要触发多个动作同时进行时；维修和调整也变得复杂。
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（3）分散控制方式（行程或继动）
优点：实现自动循环的方法简单，电气元件的通用性强，成
本低，系统本身具有一定的互锁性（前一动作没完成、后一
动作得不到启动信号）。 缺点：顺序动作较多时，循环时间增加，对提高生产率不利； 指令控制不集中，整体协调困难、电气控制线路复杂，电气 元件增多，易引起故障。
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（4）集中控制方式
原理：具有一个中央指令存储和控制装置，按时间顺序连续或
间隔地各种控制指令的控制系统。
（4）执行机构 完成最终动作的装置
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自动化控制的基本要求 自动控制系统应能保证各执行机构的使用性能、加工质 量、生产效率及工作可靠性。
（1）能自动进行。 必须保证实现 （2）系统模块化，便于独立调试，与系统匹配。 （3）具有柔性、能适应加工对象的变化。 （4）简单可靠，严格筛选元件。 （5）适应环境，抗干扰。
缺点：组成元件多、系统较复杂、投资大。
适用范围：中小批量、多品种的生产。 较复杂的可变程序控制装置，采用电子计算机；生产批量大， 加工品种变化不大，可采用凸轮机械式控制（品种改变需更换 凸轮）。
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（6）数字控制方式
原理：用数控装置（专用电子计算机），用代表加工顺序、加
工方式和加工参数的数字码作为控制指令的控制方式。
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开环控制方式 闭环控制方式 分散控制方式 集中控制方式
主要区别？控制精度？复杂程度？
主要区别？控制精度？复杂程度？
程序控制方式 数字控制方式
计算机控制方式
固定程序与可变程序，适用范围？ 主要组成？
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DMG 3D五轴复合加工机床
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填空题（每空五分，共35分） 1.自动控制系统包括实现自动控制功能的装置及其控制对象Байду номын сангаас通常由指令
自动化控制系统的组成；自动化控制的 基本方式
机械传动控制的特点与典型实例
机械传动控制
液压与气压传动控制
液压与气压传动控制的特点与应用
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一、自动化控制的概念
自动控制系统的基本组成
（1）指令存储装置
用来存储预先设置动作程序的装置
（2）指令控制装置
集中式 分散式
将存储在指令存储装置中的指令信息在需要时发出的装置。
自动化控制方法与技术
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上次课内容回顾
机械制造系统的概念：三个流的概念； 什么是自动化；机械制造自动化涉及到 的技术 机械制造自动化设备的分类、特点与应用范围 信息化带动机械制造自动化的发展，推 动先进制造模式的出现
基本概念
机械制造自动化的类型
机械制造自动化技术的发展趋势
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本次课内容
自动化控制概念
数控介质（穿孔带、 穿孔卡、磁带记录数 字码）
数控装置
伺服机构
数字控制系统的组成图
适用范围：加工零件的表面形状复杂、品种经常改变的单件或
小批量生产。 （7）计算机控制方式 快速运算与 逻辑判断 对大量数 据进行实 时处理
原理：利用计算机来控制部件的各种运动，功能更强，可以实
现更大范围内的控制：能控制整个加工车间甚至整个工厂。
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自动化控制的基本方式
（1）开环控制方式
机械凸轮控制 的自动车床， 沿时间坐标轴 单向运行的任 何系统
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（2）闭环控制方式
系统输出直接影响系统的控制，利用反馈来减少系统误差
闭环控制系统框图
比较器 给定水 + 位 水流量 控制器 进水阀门 游泳池 游泳池的水位 （输出）
检测装置
游泳池注水控制系统框图
图2-1 集中控制（时间控制）系统
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（5）程序控制方式
原理：用某种程序来控制各执行机构。
固定程序控制：程序固定不变、被控对象周期性重复操作。
优点：组成元件少、安装、调试、维护方便。 缺点：不能改变程序，否则控制系统基本不能满足新要求。 适用范围：品种单一的大批量生产。 可变程序控制：程序一定范围内可变，以适应加工品种的变化。
优点：控制链短且简单，控制系统比较简单，调整比较方便。 每个执行部件的起动指令是由集中控制装置发出的，工作精度 和可靠性比较高。
转鼓转动，凸块分 别触碰1~5限位开 关，相应的执行部 件开始工作；凸块 离开，执行部件停 止运动。 转鼓转动使执行部 件完成工作循环。 调整执行部件的运动时间？ 调整执行部件的工作循环周期？
（6）及时掌握系统工作状态。
（7）便于安装调试维护修理。 （8）布线安全合理，整齐美观。 （9）不过分追求完美，适应实际条件。
具体情况具体对待
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自动化控制的基本方式
（1）开环控制方式
系统输出不影响系统的控制，系统控制不理会输出量的 误差，校准要求高。
自动门控制系统框图
1、系统的输出量直接受输入量的控制； 2、信号（或信息）的传递是单向的，总是从输入端单 向传至输出端。 应精确的校准
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一、自动化控制的概念
自动控制系统的基本组成
（3）传递及转换装置 作用：将指令控制装置所发出的指令准确而及时的传送 到执行机构的装置。 传送过程中发生信号量和质的变化 传递介质：光电气液机械 信号形式：模拟式、数字式 信号量值：电压量、电流量 脉冲量等。
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一、自动化控制的概念
自动控制系统的基本组成