SMC气动基础知识.ppt

1、confidential,1、电缸基础知识及应用案例 2、电缸控制方法 3、SMC电缸系列简介 4、电缸选型软件,主要内容,confidential,电动执行器,输入能量转变成运动能。 气缸 输入能量压缩空气 电缸 输入能量电气,气缸与电缸的优缺点, 成本,执行器,控制器,（）电源,优点：构成系统的FRL、电磁阀等元件,相对廉价，多个执行器可以,使用一个控制阀,缺点：构成系统的元件较多,优点：构成系统元件较少，接线简单,缺点：1个控制器控制一台电缸,购置成本较高,气缸,电缸,气缸与电缸的优缺点, 运行成本2的排量,0,1,2,3,4,5,6,0.1,1,10,0.00,0.05,0.10,0.

2、15,0.20,电动/垂直搬送,气动,効率：,16時,电动/推压,电动/水平搬送,1日8小时)用电量：日圆,1日(8小时)产生的CO2 换算成kg,动作频率：回分,运行成本的高低根据具体的应用场合,运行成本指示,气缸与电缸的优缺点, 机械操作性,优点：易于操作，易于处理,缺点：中间停止困难,需要定期性地进行维护保养,数字输入,优点：由2进制数组合控制电缸动作,多点位置控制(64点),加减速度控制（可防止冲击）,推力控制,缺点：需要一定的操作知识,设定控制器时需要PC或示教盒,运行数据复杂,电缸,单独操作,气缸,气缸与电缸的优缺点,安装空间,32-100st時,气缸 (CQ2B32-100),电

3、缸 (LEY32-100),电缸的优点 可以通过设置改变电缸的位置、速度、推力。,电缸的缺点 将电机的旋转运动转换成直线运动，空间较气动的要大,133,45,60,230,118,confidential,2 运行成本16 ,0,1,2,3,4,5,6,0.1,1,10,作動頻度：回/分,1日（8小时）的用电量：日圆,0.00,0.05,0.10,0.15,0.20,1日(8小时)产生的CO2 换算成kg,气缸：x,配管长度：,供給圧力：,28角步进电机 （2914）,电缸：,水平搬送：搬送時間（秒）,垂直搬送：保持,押当：推力动作比例,气动,电动,电力单价 ： ￥,压缩机流量：,l/,（k）

4、,CO2,换算值： kg,効率（辅件输送漏气的效率）,条件,电动垂直搬送,电动水平搬送,电动押当,气动,効率,50%,气动,効率,70%,气动,効率,90%,confidential,3 运行成本32 100,電動待機電力消費 待機電力動作時電力,confidential,电缸的结构,电机的旋转运动通过螺杆转变成直线运动，从而搬送负载运动。 位置控制可以实现多点定位，速度、位置、推力都能变更。 加減速通过控制加减速度可控制运动的平稳性。,螺母,丝杆,电机,滚珠丝杆,同步带,电机,同步带,confidential,电动滑台,电动夹爪,出杆式电缸,无杆电缸,LE系列电缸产品,电动摆台,confid

5、ential,使用用途例搬送、把持,confidential,使用用途例挤压、推出,confidential,使用用途例检查,confidential,使用用途例应用（）,电动产品用语,confidential,马达,confidential,也称为有刷DC马达。 DC马达的结构：永久磁铁镶嵌在马达的外侧，转子线圈在马达的内部。 通电的线圈产生回转力矩。 为了能使电机一直旋转一定要安装一个电刷。,左手法则,製 ,马达,confidential,步进马达动作原理,（步进马达结构）,（线圈铁芯）,A,B,N極,極,定子,转子,）当A相通电是，产生N极，在磁场力作用下，吸引转子。 ）接着当B相通电是

6、，产生N极，在磁场力作用下，吸引转子。 励磁相相相相相、转子按顺时针旋转。 逆转、相相相相相、转子逆时针旋转。,A,B,N極,極,定子,转子,）動作,）動作,confidential,也被称为步进马达。 搭载了编码器的电机，可视为伺服电机。 转子外侧和定子的内侧为齿状形状，转子为永久磁铁，定子为内部配置了绕线圈。 齿形状有50齿，因此低速转动时可传动高力矩（50份），但在高速旋转时传动效率差力矩损失大。,内部構造（部）,步进伺服马达,confidential,通电：相相 相相通电时、相磁化成极，相磁化成S极。 在磁场力的作用下转子旋转。 通電：相相 相相通电时、相磁化成N极，U相磁化成S极。

7、在磁场力的作用下转子旋转。,伺服马达动作原理,相,相,相,通電相相,相,相,相,相,相,相,通電相相,通電相相,confidential,分为直流伺服马达和交流伺服马达。 就是在转子上安装永磁铁，在定子上配置线圈，在旋转轴轴端安装有旋转编码器以检测马达旋转位置的结构。 3相控制，高转速时传动效率好，力矩损失小，低转速时转为低力矩传动。,伺服马达,confidential,扭力（Nm）,转速（）,步进马达 低转速 扭力大,伺服马达 低转速高转速 扭力一定 高转速扭力大,马达种类/转速与力矩的关系,交流伺服马达,开环式旋转（开环）代表 步进电机,控制器,马达,控制器,马达,编码器,封闭式旋转（闭环

8、） 代表 伺服电机,控制器发出旋转信息单方 不能更正位置失步,从编码器反馈当前的位置 进行“目标位置”与“当前位置”进行比较，不一样时自动 进行修正。,控制器的控制方法,伺服马达搭载编码器 编码器连接到电机轴上，反馈当前的旋转位置 种类：2种类 增量式编码器（相对值） 绝对式编码器（绝对值）,编码器,绝对式编码器有与位置相对应的代玛输出，通常为二进制码或 BCD 码。从代码数大小的变化可以判别正反方向和位移所处的位置 。,通过内部两个光敏接受管转化其角度码盘的时序和相位关系，得到其角度码盘角度位移量增加（正方向）或减少（负方向）。,编码器种类,受光单元,Z相信号,A相,B相,发光单元,受光单元

9、,发光单元,光栅,绝对式,相对式,旋转圆盘设计有许多光学裂缝，通过固定裂缝接触发光二极管的光，再通过光学二极管检测出该光，把裂缝的位置变换成电信号的装置,旋转编码器 增量式,发光二极管,受光单元,Z相信号,Z相光栅,固定光栅,旋转盘,如在马达轴上安装绝对编码器，可检测马达轴固有的位置。 另外，因无需计算脉冲列，故在通电时可不进行原点复归。,旋转编码器 绝对式,受光单元,光栅,发光二极管,简易绝对编码器,confidential,螺杆的种类,滚珠丝杆（使用机种：，） 经滚动成型方式所制做，由于可大量生产，价钱比较便宜， 但精确度不高而且操作时噪音比较大。 研磨滚珠丝杆 螺杆生制时经打磨，虽然不能

10、大量生产和价钱昂贵，但精 确度高而且操作时较宁静。 滑动丝杠（使用机种：，） 螺杆和丝母之间的面接触与滚珠丝杆比较，重复位置精度较差，但节省空间。 （没有滚珠循环机构例：LEH）,confidential,螺距,马达带动螺杆旋转一圈，所移动的距离 螺距、速度与推力的关系,速度： 速度（） 、螺距、转速（） () ()*5()2() 推力：（/） 推力（） 、效率因素（滚珠丝杆为） 电机转矩（的马达）、螺距(),例：电机额定转速3000rpm的場合,confidential,直线导轨,主流的的结构：是由带有循环滚珠的滑块和导向导轨组成。,confidential,控制器,每一个电缸都要配备专用的

11、控制器 步进电机控制器（伺服/24VDC）：LECP AC伺服控制器：LECS* 马达控制器：LC3（参考） 步进电机控制器：LC6（参考）,confidential,控制器/控制项目,控制项目 位置控制 通过旋转角度的控制 可以在中间位置进行多点、高精度的位置定位 推力控制 旋转扭力的控制 以一定的推力挤压（与气缸一样） 速度控制 旋转速度的控制 可修改马达的旋转速度,confidential,电缸控制方式,控制方法 I/O控制 通过PLC的输入输出I/O点，控制电缸。 需占用较多的PLC输入输出I/O点。 脉冲控制 通过PLC的脉冲口，发送脉冲。 PLC需要有发送脉冲的功能。 单台设备如果

12、使用的电缸数量较多，PLC的成本较高。 通讯控制 通过PLC的通讯端口，与电缸驱动器直接通讯，发送指令。 需要编程，有一定的难度。,例） step no . 1的动作 step no . 1的动作完了 step no . 3的动作 step no . 3的动作完了,PLC,步信号的写入 NO1:位置50mm速度50mm/S NO2:位置30mm速度150mm/S NO3:位置100mm,输入信号 (ON,OFF),输出信号 (ON,OFF),数据的写入,控制器的控制方法一：I/O指定动作,输入脉冲(速度、位置信息），可随时输入不同的脉冲数来改变速度、位置等 上位机必需配备脉冲发生器,PLC,控

13、制器的控制方法二： 输入脉冲数,输入信号 脉冲 ON,OFF,输出信号 (ON,OFF),confidential,脉冲信号,位置信号使用脉冲数表示， 脉冲的速度（频率）决定旋转的速度。,123498499500,5ms200Hz,例,螺距5mm 旋转1圈 1000脉冲 输入500脉冲,移动距离5mm10005002.5 mm 速度5mm1000200Hz1 mm/s,2.5s,严格地说 通过改变脉冲频率可以改变加减速度。,confidential,控制器的控制方法操作方法,confidential,选型/点间移动时间计算方法,以下面例子进行确认。 设定速度（/） 加（减）速度（/）（0.2G

14、） 移动距离（） 稳定时间 （） ：由于设定行程、搬运质量，可能电缸不能达到最高速度。 ：加（减）速度的设定值在电缸综合目录手册最大设定值以下。 ：稳定时间为工件到达目标位置稳定下来所需时间，手册中有其参考值。,confidential,加（减）速模式的确认 设定速度与能达到的最高速度的比较 达到的最高速度 移动距离（）加(减）速度（/） 800000 （/） 设定速度达到的最高速度、（）方式。 设定速度达到的最高速度、（）方式,時間（）,速度 （mm/）,（）方式 （有匀速的场合）,台型驱动,选型/点间移动时间计算方法,confidential,（）点间移动时间的计算 设定速度1000 加速

15、时间0.50（） （减速时间一样） 加速度 2000 加速距离 加速度（加速时间） 2000（0.50） 250（）（减速时间一样） 等速移动距离移动距离加速距离减速距离 800250250 300（） 等速移动距离 300 等速时间0.30（） 设定速度 1000 总时间 加速时间 等速时间 + 减速时间 稳定时间 0.50 0.30 0.50 0.30 1.60（）,选型/点间移动时间计算方法,电动产品用于 补充,confidential,控制器（马达控制器） 控制马达电流的机器，是使马达运作的必要设备。接受脉冲输入使马达运转、也称为放大器。,电气用语/控制器篇,PLC（Programma

16、ble Logical Controller) 将来自输入设备的信号，按照给定的条件进行处理、运算、判断并将该结果输出到外部设备。,confidential,再生电阻 当伺服电机由发电机模式驱动时，电力回归至伺服放大器侧，这被称为再生电力。再生电力通过在伺服放大器的平滑电容器的充电来吸收。超出可以充电的能量后，再用再生电阻器消耗再生电力 。,脉冲信号 脉冲信号是一种离散信号，形状多种多样，与普通模拟信号（如正弦波）相比，波形之间在时间轴不连续（波形与波形之间有明显的间隔）但具有一定的周期性是它的特点 。 输入到控制器上的脉冲数表示位置，脉冲速度（频率）表示移动速度。,电气用语/脉冲篇,confidential,多轴运动，单轴运动 多轴运动：多个执行器同时动作，动作过程中相互配合。 单轴运动：台电缸在一个方向独立运作。,原点回归动作 通过传感器检测到回归到设定的位置基准点。,电气用语/动作篇,confidential,点动（） 通过手动操作，使电缸运行到目标位置。 例）通过设置软件按住向左或向右键 ，运行到目标位置。,推压运动 以一定