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1、第 1 页 3 共页1碳刷生产用到的机电一体化设备摘 要碳刷生产中使用的主要生产设备是：加压成型机，工业电炉，旋转加工机。加压成型机以变频器，组合式空压离 合器，曲轴凸轮等组成驱动传动环节；以角度传感器，可编程凸轮控制器，压力传感器，压力比较器，人机介面等组 成输入及控制环节。工业电炉的控制系统是由热电耦输入，智能温控仪调控，可控硅模块输出而构成的闭环控制系统。 旋转加工机以刹车电机总成，间歇式凸轮分割器为步进驱动本体；以可编程控制器系统进行过程控制，在控制程序中 使用了状态转移功能。这些机电一体化产品具有的强大功能和柔性，极大地提高工业生产效益。国产的机电一体化产 品确实是比国外的逊色不少。
2、我们要根据现状和发展趋势，进行技术改造；行业协作；整合资源；借鉴和创新，使中 国的碳刷生产设备的机电一体化水平得到快速提高。关键字：组合式空压离合器，可编程凸轮控制器，智能温控仪，闭环控制系统，间歇式凸轮分割器，状态转移 功能，柔性第 2 页 3 共页2目 录摘要.1 目录.2 第一章 绪论.3 1.1 引言.3 1.2 机电一体化的发展历程.3 1.3 机电一体化的基本特征.3 1.4 典型的机电一体化产品.3 第二章 碳刷生产使用的主要设备及简要工艺.4 2.1 碳刷生产用到的主要设备.4 2.2 碳刷生产的简要工艺.4 第三章 加压成型机用的机电一体化产品及其功能分析.4 3.1 变频器
3、的设定和相关安全对策.4 3.2 组合式空压离合器的传动耦合特点.6 3.3 角度编码器与可编程凸轮控制器组合的使用.6 3.4 压力传感器与压力比较控制仪组合的使用.6 3.5 人机介面的作用.6 3.6 综合性能优化.7 第四章 工业电炉用温控仪的功能分析.7 4.1 闭环控制系统的构成.7 4.2 温控仪的硬件功能模块分类.7 4.3 温控仪的软件功能组态.7 4.4 综合性能优化.8 第五章 旋转加工机用的机电一体化产品及其功能分析.9 5.1 刹车电机总成部分.9 5.2 间歇式凸轮分割器的应用.9 5.3 可编程控制器系统的设计要点.9 5.4 综合性能优化.11 第六章 作用与发
4、展思考.11第 3 页 3 共页3第一章 绪论1.1 引言碳刷就是含有碳素的电刷。碳刷是用于电机的换向器或滑环上，作为导入导出电流的滑动接触体，它的导电性、 导热性、润滑性能良好，具有一定的机械强度和并会产生一些换向性火花。工厂里起动负载比较大的绕线式异步电动 机中，有滑环就要用碳刷，如：起重电机、牵引电机、汽轮发电机，轧钢电机等。电动工具类交流串激电机中要用碳 刷，如：手电钻、吸尘器、搅拌机，豆浆机等。直流电机都有换向器就要用碳刷，如：各种机车启动电机用碳刷，玩 具汽车电机，电动自行车用直流电机。碳刷是电机的重要组成部件，是电机里的易损件。 随着科学技术的发展，电机工业的发展，电机的种类和使
5、用的工况条件越来越多样化，因而需要有更多种类和更 高等级的碳刷来满足这些要求。这就需要碳刷生产设备具有“机电一体化”的特征。使生产设备具有高可靠性；具有 能快速完成对部分工艺变更的适应能力，即柔性。1.2 机电一体化的发展历程机电一体化的发展大致可分为三个阶段 （）二十世纪六十年代以前为初级阶段。人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。第二次世界大 战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了 积极的作用。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已 经开发的产品也无法大量推广。 （
6、）二十世纪七十至八十年代为蓬勃发展阶段。计算机技术、控制技术通信技术的发展，为机电一体化的发展 奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。 mechatronics 一词首先在日本被普遍接受，后来在世界范围内得到广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发 展；各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。 （）二十世纪九十年代至今。开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展的 时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体 化和微机电一体化等
7、新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发 展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体 化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究将促使机电一体化, 逐渐建立更完整的基础和完整的科学体系。1.3 机电一体化的基本特征机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术，计算机技术、信息变换技术、 传感测控技术、电力电子技术、接口技术、以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理 配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。 一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、 控制及信息处理部分。1.4 典型的机电一体化产品机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子 化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CADCAM 系统等。典型的机电一体化产品（元、部件）有：电力 电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路伺服机构等。
