《焊接自动化(机工版)》教学课件—03焊接自动化中的传感技术.pptVIP

4. 编码器的应用 （1）转速恒值控制 通过反馈控制使电机转速恒定不变，利用编码器检测电机的转速。 电机转速由Ug-Uf决定的，当电机转速发生变化时，Uf 会发生变化，从而使Ug-Uf发生变化， 相应的速度得到调整，保持恒定不变。 例如：n↑→f↑→ Uf ↑→(Ug-Uf )↓→ n↓ 电动机 电动机轴 编码器轴 编码器 编码器 Uf （2）旋转角度与角位移控制 环缝焊接控制 机头 工件 焊接位置2 编码器 焊接位置1 转盘 焊接工位控制 （3）直线位移控制 采用编码器进行直线位移与速度控制时，必须采用相应的机械机构，将被控物体的直线运动参数变为旋转运动参数。 直缝自动焊接的位移、速度与位置控制均可以采用编码器。 （4）转速检测 测量平均速度： 计数器 门电路 时钟 控 制 逻 辑 清零 数字输出 编码器脉冲 脉冲频率法测量转速： 给定时间（时钟脉冲时间）内通过多少个编码器脉冲来计算平均转速n。 t —— 测量采样时间（s）； N1—— t时间内检测到的编码器发出的脉冲数； N —— 编码器每转发出的脉冲数。 （r/min） 测量瞬时速度： 脉冲周期法测量转速： 编码器一个输出脉冲峰值时间间隔（1/2脉冲周期）内，有多少个标准脉冲（时钟脉冲）个数来计算物体旋转的转速n。 （r/min） f ——标准时钟脉冲频率； N2——编码器一个脉冲间隔内标准时钟脉冲个数； N ——编码器每转发出的脉冲数。 思考题 1 . 传感器？传感器在自动控制系统中的作用是什么？ 2．滤波器的用途、分类和各种滤波器的应用原理是什么？ 3．掌握传感器应用的基本电路。并能举出在焊接自动控制中应用的例子，画出电路原理图。（例如比例放大电路、比较器电路等）。 4．焊接过程中有那些地方需要采用位置、速度、位移传感器。各举一例，绘出系统的方块图，叙述其控制原理。 5．光电编码器的工作原理及特点。结合焊接工程实际举例说明其应用。（绘出系统的方块图，叙述其控制原理） 6． 绝对编码器与增量编码器的异同点有哪些？它们在焊接自动化应用中的适用范围？举例说明，并绘出相应的系统结构图，叙述其工作原理。 7．在焊接自动化中，可以采用哪些传感器进行焊接工件转速的控制？绘出结构框图，并说明检测原理。 8.在焊接自动化中如何进行直线位移的检测？选择传感器，绘出系统结构图，并说明检测原理。 9.以所学过的某一种传感器为例，说明其在焊接自动化中的应用。每一种应用都能绘出其系统结构图，并说明检测原理。 10.熟悉每一种传感器的特点，在焊接自动化中能够正确选择传感器，并说明其选择依据。 11 .利用方块图简述采用光电编码器进行瞬时与平均焊接速度检测中的工作原理，分析其相同点和不同点。 12 .在低碳钢直缝焊接过程中，可以采用哪些传感器来控制焊缝长度的自动控制？如采用增量编码器，简述其检测方法和检测的工作原理；假设焊炬安装在行走机构上，工件固定，如采用霍尔开关接近开关传感器，简述其检测方法和检测的工作原理。 13 .在低碳钢焊接过程中，常采用哪些传感器来控制环形焊缝的自动控制（至少列出6种）？假设工件安装在旋转机构上，焊炬固定，如采用增量编码器作为传感器，简述其安装位置、检测方法和并画出方框图简述检测原理。 14.开关型集成霍尔传感器在焊接自动化中有哪些应用？以速度检测为例简述其应用方法和检测原理？ 15.增量编码器与绝对编码器在结构上的主要区别是什么？在位置检测应用中各自的特点是什么？ 霍尔开关 磁铁 检测时：将一磁铁安置在被检测的物体上，传感器安置在固定位置处。 当物体运动到传感器附近时，磁铁产生的磁场作用在传感器上，根据霍尔效应原理，霍尔元件输出霍尔电压，经放大器放大后，送至施密特整形电路。当放大后的霍尔电压大于“开启”阈值时，施密特整形电路翻转，输出高电平，半导体管VT导通，传感器输出“低”电平。 反之，当物体远离传感器时，霍尔电压很小，施密特整形电路再次翻转，输出低电平，半导体管VT截止，传感器输出“高”电平。 霍尔位置传感器检测原理： 霍尔元件 信号放大 施密特整形 输出 稳压 传感器 传感器 传感器 传感器 传感器 磁铁 磁铁 磁铁 运动臂 运动部件 运动部件 图 (a) ：霍尔传感器位置固定，磁铁随运动臂移动，实现搬运物体起点、终点的位置控制。 图 (b) ：霍尔传感器位置固定，磁铁随运动部件（工作台）运动，控制工作台运动的起点、终点。 图 (c)：磁铁和霍尔式接近开关保持一定的间隙，均固定不动，由软铁制作的分流翼片与运动部件联动，当它旋转到磁铁与霍尔式接近开关之间时，磁力线被屏蔽（分流），无法到达霍尔式接近开关。 4）光电式位置传感器 光电效应（P