自动化
有些人把编程看作一项冗长而枯燥的工作;有些人把编程看作一项趣味的智力游戏。如果你是前者,强烈建议你远离这份工作。毕竟编程工作是对人的毅力和耐心的挑战。我所在实验室中,很多学生看到我编程序就会惊讶于我面对这一堆堆符号所表现出的专... 显示全部 »
有些人把编程看作一项冗长而枯燥的工作;有些人把编程看作一项趣味的智力游戏。如果你是前者,强烈建议你远离这份工作。毕竟编程工作是对人的毅力和耐心的挑战。我所在实验室中,很多学生看到我编程序就会惊讶于我面对这一堆堆符号所表现出的专注。其实,这是兴趣使然。兴趣使我具备了足够的毅力和耐心。经过无数次失败后,当看到一个个符号按我的思路整齐的排列,PLC按我的要求有条不紊的运行时,兴趣得到了极大的满足,如同打通了一个游戏的关口。所以,我告诉这些学生:你们看到的是一堆枯燥怪异的符号,我看到的却是一群热情奔放的舞者,而我则是她们的导演。
复杂的机械动图
机械自动化类 浊酒尽余欢 2017-03-30 18:33 发表了文章
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凸轮式间歇运动机构由主动凸轮、从动转盘和机架组成。主动凸轮的圆柱面上有一条两端开口、不闭合的曲线沟槽或凸脊,从动转盘端面上有均匀分布的圆柱销。当凸轮转动时,曲线沟槽或凸脊拨动从动盘上的圆柱销,使从动转盘做间歇运动。
02 齿轮齿条传动
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齿轮齿条工作原理是将齿轮的回转运动转变为齿条的往复直线运动,或将齿条的往复直线运动转变为齿轮的回转运动。
齿轮齿条机构是由齿轮和齿条构成的,齿轮前面我们有很详细的讲解。齿条分直齿齿条和斜齿齿条, 齿条的齿廓为直线而非渐开线(对齿面而言则为平面),相当于分度圆半径为无穷大圆柱齿轮。
齿条的主要特点:
(1) 由于齿条齿廓为直线,所以齿廓上各点具有相同的压力角,且等于齿廓的倾斜角,此角称为齿形角,标准值为20°。
(2) 与齿顶线平行的任一条直线上具有相同的齿距和模数。
(3) 与齿顶线平行且齿厚等于齿槽宽的直线称为分度线(中线),它是计算齿条尺寸的基准线。
03 带传动
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带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同,有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动,也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。
04 齿轮传动
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此结构类似于汽车差速器,主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。
长按上图二维码,进入齿轮模型的3D体验,真正人机互动体验
发动机的动力经传动轴进入差速器,直接驱动行星轮架,再由行星轮带动左、右两条半轴,分别驱动左、右车轮。差速器的设计要求满足:(左半轴转速)+(右半轴转速)=2(行星轮架转速)。当汽车直行时,左、右车轮与行星轮架三者的转速相等处于平衡状态,而在汽车转弯时三者平衡状态被破坏,导致内侧轮转速减小,外侧轮转速增加。
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凸轮式间歇运动机构由主动凸轮、从动转盘和机架组成。主动凸轮的圆柱面上有一条两端开口、不闭合的曲线沟槽或凸脊,从动转盘端面上有均匀分布的圆柱销。当凸轮转动时,曲线沟槽或凸脊拨动从动盘上的圆柱销,使从动转盘做间歇运动。
02 齿轮齿条传动
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齿轮齿条工作原理是将齿轮的回转运动转变为齿条的往复直线运动,或将齿条的往复直线运动转变为齿轮的回转运动。
齿轮齿条机构是由齿轮和齿条构成的,齿轮前面我们有很详细的讲解。齿条分直齿齿条和斜齿齿条, 齿条的齿廓为直线而非渐开线(对齿面而言则为平面),相当于分度圆半径为无穷大圆柱齿轮。
齿条的主要特点:
(1) 由于齿条齿廓为直线,所以齿廓上各点具有相同的压力角,且等于齿廓的倾斜角,此角称为齿形角,标准值为20°。
(2) 与齿顶线平行的任一条直线上具有相同的齿距和模数。
(3) 与齿顶线平行且齿厚等于齿槽宽的直线称为分度线(中线),它是计算齿条尺寸的基准线。
03 带传动
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带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同,有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动,也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。
04 齿轮传动
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此结构类似于汽车差速器,主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。
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发动机的动力经传动轴进入差速器,直接驱动行星轮架,再由行星轮带动左、右两条半轴,分别驱动左、右车轮。差速器的设计要求满足:(左半轴转速)+(右半轴转速)=2(行星轮架转速)。当汽车直行时,左、右车轮与行星轮架三者的转速相等处于平衡状态,而在汽车转弯时三者平衡状态被破坏,导致内侧轮转速减小,外侧轮转速增加。
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德国自动化机械已经进化到这种地步了
机械自动化类 南巷孤人 2017-03-20 13:59 发表了文章
2:将雪糕通过机械流水线,放入巧克力池均匀浸透
3:这段时间比较出名的一款移植树木的机器,可以迅速将树木移植到别处,效率对比人工可不是一点点
4:能用机械决不用人工,这是德国人的经商之道。当然包括盖房子
5:如果李老板给光头强买了这款伐木工具,还怕每个月交不了差吗?
6:这款伐木机的主要工作领域是以山地作业为主,机械师为它配足了足够应对各类地形的装备设施
7:国外的绿化一直做的都非常不错,这其中的功劳都来源于这个大家伙。
8:它可以根据地势的特点,使用不同的机械臂来完成,可以说把原来传统的人工作业利用一台机械转化成了流水作业
9:仿生学一直是人类设计的重要灵感来源,尤其在工业设计上,设计师根据象鼻的特征做出来的机械手臂
10:不要觉得机械就一定是冰冷的,它可以把苹果毫发无损的夹起放下
11:开车逛街最怕的是什么?当然是没有停车位和可能随时被贴条的风险了!占地面积只有两个停车位大小,却可以停放15辆汽车,只要耗时5天就可完成,这样的工业设计我觉得可以给它打满分,因为,我不怕它骄傲!
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2:将雪糕通过机械流水线,放入巧克力池均匀浸透
3:这段时间比较出名的一款移植树木的机器,可以迅速将树木移植到别处,效率对比人工可不是一点点
4:能用机械决不用人工,这是德国人的经商之道。当然包括盖房子
5:如果李老板给光头强买了这款伐木工具,还怕每个月交不了差吗?
6:这款伐木机的主要工作领域是以山地作业为主,机械师为它配足了足够应对各类地形的装备设施
7:国外的绿化一直做的都非常不错,这其中的功劳都来源于这个大家伙。
8:它可以根据地势的特点,使用不同的机械臂来完成,可以说把原来传统的人工作业利用一台机械转化成了流水作业
9:仿生学一直是人类设计的重要灵感来源,尤其在工业设计上,设计师根据象鼻的特征做出来的机械手臂
10:不要觉得机械就一定是冰冷的,它可以把苹果毫发无损的夹起放下
11:开车逛街最怕的是什么?当然是没有停车位和可能随时被贴条的风险了!占地面积只有两个停车位大小,却可以停放15辆汽车,只要耗时5天就可完成,这样的工业设计我觉得可以给它打满分,因为,我不怕它骄傲!
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回顾 | 慕尼黑上海电子展落幕 展会亮点全解析
电气控制类 一路向前 2017-03-17 17:26 发表了文章
瑞萨
全球领先的半导体解决方案供应商瑞萨在此次展会上带来了15款解决方案,参展产品及解决方案包含了创新的“Renesas Synergy™平台”及其它最新产品及解决方案,覆盖了智能汽车、智能工业、智能家居、信息和通信技术等多个热门应用领域。其中最引人瞩目的无疑是智能互联自动泊车系统。该方案由基于R-Car的ADAS 环视套件与符合汽车ISO26262 ASIL-D功能安全标准的RH850 P1H-C芯片搭建组成。该系统通过网络连接到云端的实时停车管理系统以获取信息,并综合摄像头和传感器等信息,确认车辆周边环境。内置安全硬件IP,保护数据阻隔外部威胁。
迈来芯
全球微电子工程公司迈来芯在此次展会上带来了一系列交互式车载网络、3D成像和温度传感演示,包括LIN RGB演示说明迈来芯公司基于其全新的MLX81115双通道驱动器IC在汽车内部照明的个性化方面取得的主要进展;飞行时间(ToF)3D成像演示展示了迈来芯的ToF半导体技术;以及近期发布的MLX90640,一款32×24像素分辨率的红外(IR)传感器阵列。
世强元件电商
全国首家智能硬件创新服务平台世强元件电商在此次展会上首次把互联网的概念加入到传统的半导体展会,在展会现场实现了“线上线下无缝连接”。展会期间所有的产品信息将通过世强元件电商与工程师一对一对接,工程师只需要扫描海报中的二维码,所有资料便会一键发送至邮箱,立即存档。由此突破了展会的时空屏障,海量信息一键带走,不仅迎合了现代人群的阅读习惯,也极大提升了工程师知识获取的效率。
除了形式上的创新外,世强元件电商此次不仅针对工业4.0、智能汽车/新能源汽车、物联网、微波通信四个大方向带来了创新技术和产品,还为多个市场带来了上百个热门应用解决方案及现场智能硬件创新服务,像全景立体影像的ADAS应用解决方案、工业自动化解决方案、高性能微波板材24GHz雷达系统最佳选择、火柴头大小的SIP蓝牙模块、使IGBT模块工作频率更高的新型H5模块、比PIM更经济,更灵活的7管封装IGBT模块、速度高达150M的业界最高系列数字隔离器等等最新解决方案、最新电子元件都可以在世强元件电商展位找到。
TE
全球连接和传感领域领军企业TE在此次展会上全方位展示其在交通领域的连接和传感技术专长,包括:新能源车系统解决方案、车载信息娱乐系统解决方案、传感器解决方案及氛围灯解决方案等。其中,TE电池包连接及保护解决方案、充电解决方案、高压连接器及线束、高压配电盒等集成方案能帮助新能源汽车进一步提升安全可靠性能;值得一提的是,其高度定制化和集成化的特点可节约设计成本,并能满足多样的客户需求。
理光微电子
电源管理产品是业界的领导者理光微电子在此次展会上推出了胎压监测ECU与高清环视影像系统。胎压监测设备采用了理光的高性能电源芯片,具有低功耗、高精度、高信赖性的特点,可为行车安全保驾护航。高清环视影像系统为国内目前最前端的量产级高清环视影像系统方案,应用于先进驾驶辅助系统中,全面搭载理光各级电源芯片。
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瑞萨
全球领先的半导体解决方案供应商瑞萨在此次展会上带来了15款解决方案,参展产品及解决方案包含了创新的“Renesas Synergy™平台”及其它最新产品及解决方案,覆盖了智能汽车、智能工业、智能家居、信息和通信技术等多个热门应用领域。其中最引人瞩目的无疑是智能互联自动泊车系统。该方案由基于R-Car的ADAS 环视套件与符合汽车ISO26262 ASIL-D功能安全标准的RH850 P1H-C芯片搭建组成。该系统通过网络连接到云端的实时停车管理系统以获取信息,并综合摄像头和传感器等信息,确认车辆周边环境。内置安全硬件IP,保护数据阻隔外部威胁。
迈来芯
全球微电子工程公司迈来芯在此次展会上带来了一系列交互式车载网络、3D成像和温度传感演示,包括LIN RGB演示说明迈来芯公司基于其全新的MLX81115双通道驱动器IC在汽车内部照明的个性化方面取得的主要进展;飞行时间(ToF)3D成像演示展示了迈来芯的ToF半导体技术;以及近期发布的MLX90640,一款32×24像素分辨率的红外(IR)传感器阵列。
世强元件电商
全国首家智能硬件创新服务平台世强元件电商在此次展会上首次把互联网的概念加入到传统的半导体展会,在展会现场实现了“线上线下无缝连接”。展会期间所有的产品信息将通过世强元件电商与工程师一对一对接,工程师只需要扫描海报中的二维码,所有资料便会一键发送至邮箱,立即存档。由此突破了展会的时空屏障,海量信息一键带走,不仅迎合了现代人群的阅读习惯,也极大提升了工程师知识获取的效率。
除了形式上的创新外,世强元件电商此次不仅针对工业4.0、智能汽车/新能源汽车、物联网、微波通信四个大方向带来了创新技术和产品,还为多个市场带来了上百个热门应用解决方案及现场智能硬件创新服务,像全景立体影像的ADAS应用解决方案、工业自动化解决方案、高性能微波板材24GHz雷达系统最佳选择、火柴头大小的SIP蓝牙模块、使IGBT模块工作频率更高的新型H5模块、比PIM更经济,更灵活的7管封装IGBT模块、速度高达150M的业界最高系列数字隔离器等等最新解决方案、最新电子元件都可以在世强元件电商展位找到。
TE
全球连接和传感领域领军企业TE在此次展会上全方位展示其在交通领域的连接和传感技术专长,包括:新能源车系统解决方案、车载信息娱乐系统解决方案、传感器解决方案及氛围灯解决方案等。其中,TE电池包连接及保护解决方案、充电解决方案、高压连接器及线束、高压配电盒等集成方案能帮助新能源汽车进一步提升安全可靠性能;值得一提的是,其高度定制化和集成化的特点可节约设计成本,并能满足多样的客户需求。
理光微电子
电源管理产品是业界的领导者理光微电子在此次展会上推出了胎压监测ECU与高清环视影像系统。胎压监测设备采用了理光的高性能电源芯片,具有低功耗、高精度、高信赖性的特点,可为行车安全保驾护航。高清环视影像系统为国内目前最前端的量产级高清环视影像系统方案,应用于先进驾驶辅助系统中,全面搭载理光各级电源芯片。
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走进现代家具生产线,自动化程度让人感叹
机械自动化类 jingjing 2017-03-14 10:56 发表了文章
且不知现代木艺也是随着工具的发展变化很大,以前老木匠的活看见的少了,新时代的木艺已经取而代之。
每到这个时候,大家总爱讨论到底是我们国家的木匠牛,还是国外的工具牛,结果当然是各执一词。今天再看一个更先进的家具生产线。
加工工具换刀的过程
木匠活在现代中已经分成了两个方向:其一就是展现技艺的高档家具,其二就是满足大众需求的批量生产。
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且不知现代木艺也是随着工具的发展变化很大,以前老木匠的活看见的少了,新时代的木艺已经取而代之。
每到这个时候,大家总爱讨论到底是我们国家的木匠牛,还是国外的工具牛,结果当然是各执一词。今天再看一个更先进的家具生产线。
加工工具换刀的过程
木匠活在现代中已经分成了两个方向:其一就是展现技艺的高档家具,其二就是满足大众需求的批量生产。
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中国最牛的仓库,却没有一个人
智能制造类 jingjing 2017-03-08 15:50 发表了文章
让我们看看是什么技术:
机器人移动货物自动入库
机器人自动分拣并贴上标签
机器人自动收集货物,进行分层叠加运输
无需收货地址,机器人根据用户手机GPS定位智能运输签收
农村无人机智能物流配送
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20张机械动图,学机械就是这么简单!(动图)
机械自动化类 jingjing 2017-03-06 14:27 发表了文章
2.万向联轴器
3.滑块联轴器
4.梅花型弹性联轴器
5.十字滑块联轴器
6.单片摩擦离合
7.多片摩擦离合器
电磁摩擦离合器
8.传动轴
9.钩结构
10.链传动
11.滚动轴承组成
12.调心轴承
13.齿轮传动
14.单杆压缩机
五轴加工
15.蒸汽机
16.造粒机
17.电梯工作原理
18.涡轮变速箱
19.印刷机结构
20.缝纫机
21.泥浆机
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2.万向联轴器
3.滑块联轴器
4.梅花型弹性联轴器
5.十字滑块联轴器
6.单片摩擦离合
7.多片摩擦离合器
电磁摩擦离合器
8.传动轴
9.钩结构
10.链传动
11.滚动轴承组成
12.调心轴承
13.齿轮传动
14.单杆压缩机
五轴加工
15.蒸汽机
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仪器使用时,为什么要选择合适的量程?
机械自动化类 甜心宝宝 2017-02-23 18:18 发表了文章
许多人认为大量程可测量的范围很大,大小信号都可以兼顾,因此在很多情况下都优先选择较大的量程进行测量,或者不注意选择,直接默认设置,如此使用时,仪器测量的值依然能正常显示,看起来数值也似乎还算准确。那到底这样使用有什么问题呢,下面以一台功率分析仪来举例。
精度算法解密
图1 所示是致远电子PA8000和PA5000功率分析仪5A功率板卡的测量精度,我们以此为例。在给出的精度值中,仪器的精度指标标示为“%读数+%量程”,绝大多数测量设备亦是这样标注的,以45-66Hz的频率段来说,PA8000精度为“0.01%+0.03%”,PA5000精度为0.10%+0.05%,这意味着使用1000V量程测量800V的信号时,最坏情况下PA8000误差为0.01%*800V+0.03%*1000V=0.38V,PA5000为1.3V,对于800V的信号这样的误差微乎其微。
但是如果使用1000V量程测量10V信号,PA8000最大误差为0.301V,而PA5000将达到0.51V,这样的误差相对于10V信号来说已比较大。对于使用者来说考虑的是测量值与实际值之间的误差,但是对于测量仪器来说大量程时的固有误差将会使其测量小信号时的误差显著增加,可能会带来使用者不希望看到的结果。
图1 致远功率分析仪5A功率板卡精度表
ADC量化误差影响
出现这种情况的原因首先是由测量设备内部的ADC产生的量化误差引起的,假设测量设备内部包含一个11位的ADC,ADC共有211=2048个有效位,在1000V的量程(峰峰值)下,考虑最大±1000V的输入共2048个有效位,则由于不可避免的噪声的影响,ADC每跳动一个最小单位1LSB,产生的量化误差大约会有2000V/2048≈1V。
如果使用该量程测量10.3V这样的信号,很显然单次ADC取样的最小分辨率已无法识别0.3V这样刻度(在图2的量化示意图中0.3V处在两个刻度中间),当然无法测得正确的值。如果无规则噪声的峰值能大于1LSB时,多次采样取平均值后可以提高测量系统的有效位数,但这样的因素不在我们考虑的范围之内。
这样说来似乎高位数的ADC可显著降低量化误差,但遗憾的是高位数和高采样率是一个矛盾,因为高带宽会带来更高的噪声,同时在现有的ADC制作工艺和架构的限制之下,高采样率的ADC很难同时做到高有效位数。如我们的PA8000和PA5000希望在5MHz的带宽下提供2Mbps的采样率,如此高的带宽情况下将难以把有效位数提高到18位以上,因此我们的PA8000使用了18位、2Mbps采样率的ADC来减少量化误差。
图2 量化示意图
前端模拟电路的噪声、失调影响
另一个不可忽视的问题是模拟电路本身所带来的噪声、失调和增益误差的影响,如图3所示简化的电压测量电路,第一张图为1000V量程的测量通路,最高输入电压1000V时通过衰减电路会输出1V电压,放大电路不放大,跟随电压后送入ADC进行采样。
如果输入10V时衰减电路只能输出0.01V的电压,首先如此小的信号叠加噪声后会对信号本身产生很大影响,其次由于放大电路(运放)的失调和增益误差的影响,哪怕只产生0.1mV的失调和增益误差都会对0.01V的有效信号产生很大的误差。在仪器的出厂前会对这些误差进行校准以消除固有的偏差,不过因使用过程中温度和老化的影响这些值会发生变化,在标示仪器的精度指标时会留有一定的余量以确保仪器处在可保证的精度内,但是如果用大量程去测量小信号时温度和老化产生的影响将无法得到保证。
在测量较小信号时应使用图3第二张所示的电路,首先衰减电路进行较小倍数的衰减,10V输入时衰减电路输出0.1V,然后放大电路将有效信号放大10倍到1V送入ADC取样。这样的处理方式将会显著减少噪声、失调和增益误差的影响,在包含小量程的测量设备中通常会采用这样的方式或等效的方式进行处理。
图3 电压测量电路
基于相同原因各种类型的传感器时亦会存在相同的问题,这些传感器内部也会包含各种衰减和放大电路。使用传感器时,其内部产生误差在信号接近其标示的输入值时误差是可保证的,但是当信号远小于其标称值时其内部噪声、失调和增益误差对输入信号的影响将会大大增加,从未带来不可预测的误差。
总结
因此在使用测量设备或传感器时,尤其是高精度的设备如功率分析仪时,应充分考虑这些因素影响。一般情况下我们不推荐使用大量程测量小信号,如果希望在信号波动时减小这些因素的影响可以选择使用”Auto”量程,但这样使用时仪器内部会需要一定的时间切换和判断量程是否合适,自动量程会存在数据丢失,容易被毛刺干扰引起量程跳动。
在我们选择测量设备时也应遵循合适的才是最好的原则,如非必要,不要选择可测量信号范围远大于待测信号的设备,如在选择我们的功率分析仪的板卡时不测量大于5A的信号时应优先选择5A板卡而非50A板卡,选择电流传感器时应选择大于待测信号时最接近待测信号的电流传感器。
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许多人认为大量程可测量的范围很大,大小信号都可以兼顾,因此在很多情况下都优先选择较大的量程进行测量,或者不注意选择,直接默认设置,如此使用时,仪器测量的值依然能正常显示,看起来数值也似乎还算准确。那到底这样使用有什么问题呢,下面以一台功率分析仪来举例。
精度算法解密
图1 所示是致远电子PA8000和PA5000功率分析仪5A功率板卡的测量精度,我们以此为例。在给出的精度值中,仪器的精度指标标示为“%读数+%量程”,绝大多数测量设备亦是这样标注的,以45-66Hz的频率段来说,PA8000精度为“0.01%+0.03%”,PA5000精度为0.10%+0.05%,这意味着使用1000V量程测量800V的信号时,最坏情况下PA8000误差为0.01%*800V+0.03%*1000V=0.38V,PA5000为1.3V,对于800V的信号这样的误差微乎其微。
但是如果使用1000V量程测量10V信号,PA8000最大误差为0.301V,而PA5000将达到0.51V,这样的误差相对于10V信号来说已比较大。对于使用者来说考虑的是测量值与实际值之间的误差,但是对于测量仪器来说大量程时的固有误差将会使其测量小信号时的误差显著增加,可能会带来使用者不希望看到的结果。
图1 致远功率分析仪5A功率板卡精度表
ADC量化误差影响
出现这种情况的原因首先是由测量设备内部的ADC产生的量化误差引起的,假设测量设备内部包含一个11位的ADC,ADC共有211=2048个有效位,在1000V的量程(峰峰值)下,考虑最大±1000V的输入共2048个有效位,则由于不可避免的噪声的影响,ADC每跳动一个最小单位1LSB,产生的量化误差大约会有2000V/2048≈1V。
如果使用该量程测量10.3V这样的信号,很显然单次ADC取样的最小分辨率已无法识别0.3V这样刻度(在图2的量化示意图中0.3V处在两个刻度中间),当然无法测得正确的值。如果无规则噪声的峰值能大于1LSB时,多次采样取平均值后可以提高测量系统的有效位数,但这样的因素不在我们考虑的范围之内。
这样说来似乎高位数的ADC可显著降低量化误差,但遗憾的是高位数和高采样率是一个矛盾,因为高带宽会带来更高的噪声,同时在现有的ADC制作工艺和架构的限制之下,高采样率的ADC很难同时做到高有效位数。如我们的PA8000和PA5000希望在5MHz的带宽下提供2Mbps的采样率,如此高的带宽情况下将难以把有效位数提高到18位以上,因此我们的PA8000使用了18位、2Mbps采样率的ADC来减少量化误差。
图2 量化示意图
前端模拟电路的噪声、失调影响
另一个不可忽视的问题是模拟电路本身所带来的噪声、失调和增益误差的影响,如图3所示简化的电压测量电路,第一张图为1000V量程的测量通路,最高输入电压1000V时通过衰减电路会输出1V电压,放大电路不放大,跟随电压后送入ADC进行采样。
如果输入10V时衰减电路只能输出0.01V的电压,首先如此小的信号叠加噪声后会对信号本身产生很大影响,其次由于放大电路(运放)的失调和增益误差的影响,哪怕只产生0.1mV的失调和增益误差都会对0.01V的有效信号产生很大的误差。在仪器的出厂前会对这些误差进行校准以消除固有的偏差,不过因使用过程中温度和老化的影响这些值会发生变化,在标示仪器的精度指标时会留有一定的余量以确保仪器处在可保证的精度内,但是如果用大量程去测量小信号时温度和老化产生的影响将无法得到保证。
在测量较小信号时应使用图3第二张所示的电路,首先衰减电路进行较小倍数的衰减,10V输入时衰减电路输出0.1V,然后放大电路将有效信号放大10倍到1V送入ADC取样。这样的处理方式将会显著减少噪声、失调和增益误差的影响,在包含小量程的测量设备中通常会采用这样的方式或等效的方式进行处理。
图3 电压测量电路
基于相同原因各种类型的传感器时亦会存在相同的问题,这些传感器内部也会包含各种衰减和放大电路。使用传感器时,其内部产生误差在信号接近其标示的输入值时误差是可保证的,但是当信号远小于其标称值时其内部噪声、失调和增益误差对输入信号的影响将会大大增加,从未带来不可预测的误差。
总结
因此在使用测量设备或传感器时,尤其是高精度的设备如功率分析仪时,应充分考虑这些因素影响。一般情况下我们不推荐使用大量程测量小信号,如果希望在信号波动时减小这些因素的影响可以选择使用”Auto”量程,但这样使用时仪器内部会需要一定的时间切换和判断量程是否合适,自动量程会存在数据丢失,容易被毛刺干扰引起量程跳动。
在我们选择测量设备时也应遵循合适的才是最好的原则,如非必要,不要选择可测量信号范围远大于待测信号的设备,如在选择我们的功率分析仪的板卡时不测量大于5A的信号时应优先选择5A板卡而非50A板卡,选择电流传感器时应选择大于待测信号时最接近待测信号的电流传感器。
来源:网络
自动化设计:非标设备设计心得
机械自动化类 回锅肉 2016-12-28 13:28 发表了文章
一.这其中感触最深的就是实践出真知。不间断的学习新知识新理论是一方面,更重要的是对工艺的深入了解,必须深入生产一线跟工人交朋友,因为那道工序他每天重复成千上万次同样的动作,所以,工人更有发言权。当你静下心来仔细观察分析工人们生产时的每一个动作,你不难发现,其实那些动作本身就是在告诉你这款产品的自动化设备应该怎样做才更人性化,才是最佳方案。许多时候就是这样,工人不经意的一句话就是机械重要机构设计的绝佳方案,那是我们在大学课堂和教科书上永远也学不到的。非标自动机械设计需要长时间而且是生产一线的经验累积的,如接到的产品需采用自动机械加工,管这种产品我们从未接触过,但经验会使我们很快找到其根本之所在,很快就能设计出生产速度高,经久耐用,经济可靠,使用安全而且维修方便的自动化设备。经验的积累固然可以从书本上学到不少,但是事非躬亲很难在脑海中留下深刻的印象,对别人的经验,自己没有一定的基础,要理解吸收真的是件不容易的事。
二.设计者须有多年的一线经验和扎实的专业理论知识。非标自动机械专用设备。意即客户所需的产品在市场上买不到或市场上的一些定型产品无法满足客户的特殊要求而须按其实际需要进行研制,也就是为客户量身定做的,是独一无二的。非标自动机械贯穿设计、制造、使用,维护的整个过程,设计时的疏忽总会在这些方面反映出来,成功与否是很容易判断的。
设计的过程中,受制造的影响很大,亦就是说好的设计是不能脱离制造的,对制造越了解,越有助于提高设计水平。设计的图纸,投入生产,我没见过多少能立即按图加工装配,在审图、工艺等过程发现大堆的问题很常见,原因是多方面的,绘图的规范性,看图者的水平是一方面,但设计方对制造工艺的了解不深入是主要原因。
怎样判定自己对制造的了解程度?最简单的方法是随手拿一张自己设计的产品的图纸你是否能说出它的制造全过程。铸、锻、车、钳、铣、刨、磨,只是这样子,肯定是不行,在机械厂做过几年的谁不知道?而必须细分下去,要全面仔细了解各过程。比如说不锈钢管45度仿型焊机针与工件的间距放多大, 不同厚度的角度如何自动走正, 起孤电流与收孤电流对焊缝的影响,及不同壁厚部位的峰值调节,气流与电流与转速的关糸比等等因素,若非技术工人的指导帮助,这台自动仿形机器几乎没有成功的可能。再比如说铸造时怎么分型,浇口冒口怎么放,可能会有什么样的铸造缺陷产生,零件结构在热处理的时候会不会导致意外情况发生的,怎么在零件结构上进行优化,切削加工过程,在脑海中虚拟出来,总共用几把刀,转速,走刀量,甚至铁屑往哪里飞,各把刀使用的顺序,车工,铣工,磨工的操作动作全过程,如此等等,才算是有了比较好的基础。不是说搞设计的一定要会开车床,铣床,会烧电焊才可以,但是要知道这些作业特点,在设计时加以充分考虑,作为工程设计人员这样才比摇车床烧电焊的强,才有安身立命之处。如此,在设计过程中,就会规避一些不合理的结构,设计的质量自然提高不少,可是还不够,一个有十年八年的工龄的技工能提出比你更成熟的细节方案(尽管整体的设计统筹他们做不了),但是多少个不眠的夜晚设计出就这样一个结果,岂不是斯文扫地?唯一的解决办法,多看书,多请教,而旦一定要经常深入生产一线。机械就是那么机械,那怕你就是神童,不经历多年实践,不多走多看,根本不会有成就。别人总结出来的通常与生产相结合,俱是心血的结晶。带着问题学,多想就能消化。再也不会说“只要保证同心度就行了”这样肤浅的回答,关键是你已经指出保证同心度的方法,甚至前辈的错误。
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一.这其中感触最深的就是实践出真知。不间断的学习新知识新理论是一方面,更重要的是对工艺的深入了解,必须深入生产一线跟工人交朋友,因为那道工序他每天重复成千上万次同样的动作,所以,工人更有发言权。当你静下心来仔细观察分析工人们生产时的每一个动作,你不难发现,其实那些动作本身就是在告诉你这款产品的自动化设备应该怎样做才更人性化,才是最佳方案。许多时候就是这样,工人不经意的一句话就是机械重要机构设计的绝佳方案,那是我们在大学课堂和教科书上永远也学不到的。非标自动机械设计需要长时间而且是生产一线的经验累积的,如接到的产品需采用自动机械加工,管这种产品我们从未接触过,但经验会使我们很快找到其根本之所在,很快就能设计出生产速度高,经久耐用,经济可靠,使用安全而且维修方便的自动化设备。经验的积累固然可以从书本上学到不少,但是事非躬亲很难在脑海中留下深刻的印象,对别人的经验,自己没有一定的基础,要理解吸收真的是件不容易的事。
二.设计者须有多年的一线经验和扎实的专业理论知识。非标自动机械专用设备。意即客户所需的产品在市场上买不到或市场上的一些定型产品无法满足客户的特殊要求而须按其实际需要进行研制,也就是为客户量身定做的,是独一无二的。非标自动机械贯穿设计、制造、使用,维护的整个过程,设计时的疏忽总会在这些方面反映出来,成功与否是很容易判断的。
设计的过程中,受制造的影响很大,亦就是说好的设计是不能脱离制造的,对制造越了解,越有助于提高设计水平。设计的图纸,投入生产,我没见过多少能立即按图加工装配,在审图、工艺等过程发现大堆的问题很常见,原因是多方面的,绘图的规范性,看图者的水平是一方面,但设计方对制造工艺的了解不深入是主要原因。
怎样判定自己对制造的了解程度?最简单的方法是随手拿一张自己设计的产品的图纸你是否能说出它的制造全过程。铸、锻、车、钳、铣、刨、磨,只是这样子,肯定是不行,在机械厂做过几年的谁不知道?而必须细分下去,要全面仔细了解各过程。比如说不锈钢管45度仿型焊机针与工件的间距放多大, 不同厚度的角度如何自动走正, 起孤电流与收孤电流对焊缝的影响,及不同壁厚部位的峰值调节,气流与电流与转速的关糸比等等因素,若非技术工人的指导帮助,这台自动仿形机器几乎没有成功的可能。再比如说铸造时怎么分型,浇口冒口怎么放,可能会有什么样的铸造缺陷产生,零件结构在热处理的时候会不会导致意外情况发生的,怎么在零件结构上进行优化,切削加工过程,在脑海中虚拟出来,总共用几把刀,转速,走刀量,甚至铁屑往哪里飞,各把刀使用的顺序,车工,铣工,磨工的操作动作全过程,如此等等,才算是有了比较好的基础。不是说搞设计的一定要会开车床,铣床,会烧电焊才可以,但是要知道这些作业特点,在设计时加以充分考虑,作为工程设计人员这样才比摇车床烧电焊的强,才有安身立命之处。如此,在设计过程中,就会规避一些不合理的结构,设计的质量自然提高不少,可是还不够,一个有十年八年的工龄的技工能提出比你更成熟的细节方案(尽管整体的设计统筹他们做不了),但是多少个不眠的夜晚设计出就这样一个结果,岂不是斯文扫地?唯一的解决办法,多看书,多请教,而旦一定要经常深入生产一线。机械就是那么机械,那怕你就是神童,不经历多年实践,不多走多看,根本不会有成就。别人总结出来的通常与生产相结合,俱是心血的结晶。带着问题学,多想就能消化。再也不会说“只要保证同心度就行了”这样肤浅的回答,关键是你已经指出保证同心度的方法,甚至前辈的错误。
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干货 | 变频器最常用的13个参数
电气控制类 料盘挡板 2016-12-26 17:58 发表了文章
1.控制方式:即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度进行静态或动态辨识。
2.最低运行频率:即电机运行的最小转速,电机在低转速下运行时,其散热性能很差,电机长时间运行在低转速下,会导致电机烧毁。而且低速时,其电缆中的电流也会增大,也会导致电缆发热。
3.最高运行频率:一般的变频器最大频率到60Hz,有的甚至到400Hz,高频率将使电机高速运转,这对普通电机来说,其轴承不能长时间的超额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。
4.载波频率:载波频率设置的越高其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机发热,电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。
5.电机参数:变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
6.跳频:在某个频率点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点。
7.加减速时间:加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间,减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流,减速时则限制下降率以防止过电压。
加速时间设定要求:将加速电流限制在变频器过电流容量以下,不使过流失速而引起变频器跳闸;减速时间设定要点是:防止平滑电路电压过大,不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来,但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间,通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警;然后将加减速设定时间逐渐缩短,以运转中不发生报警为原则,重复操作几次,便可确定出最佳加减速时间。
8.转矩提升:又叫转矩补偿,是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围f/V增大的方法。设定为自动时,可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩,使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时,根据负载特性,尤其是负载的起动特性,通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载,如选择不当会出现低速时的输出电压过高,而浪费电能的现象,甚至还会出现电动机带负载起动时电流大,而转速上不去的现象。
9.电子热过载保护:本功能为保护电动机过热而设置,它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升,从而进行过热保护。本功能只适用于“一拖一”场合,而在“一拖多”时,则应在各台电动机上加装热继电器。
电子热保护设定值(%)=[电动机额定电流(A)/变频器额定输出电流(A)]×100%。
10.频率限制:即变频器输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障,而引起输出频率的过高或过低,以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用,如有的皮带输送机,由于输送物料不太多,为减少机械和皮带的磨损,可采用变频器驱动,并将变频器上限频率设定为某一频率值,这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。
11.偏置频率:有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用途是当频率由外部模拟信号(电压或电流)进行设定时,可用此功能调整频率设定信号最低时输出频率的高低。有的变频器当频率设定信号为0%时,偏差值可作用在0~fmax范围内,有的变频器(如明电舍、三垦)还可对偏置极性进行设定。如在调试中当频率设定信号为0%时,变频器输出频率不为0Hz,而为xHz,则此时将偏置频率设定为负的xHz即可使变频器输出频率为0Hz。
12.频率设定信号增益:此功能仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。它是用来弥补外部设定信号电压与变频器内电压(+10v)的不一致问题;同时方便模拟设定信号电压的选择,设定时,当模拟输入信号为最大时(如10v、5v或20mA),求出可输出f/V图形的频率百分数并以此为参数进行设定即可;如外部设定信号为0~5v时,若变频器输出频率为0~50Hz,则将增益信号设定为200%即可。
13.转矩限制:可为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。它是根据变频器输出电压和电流值,经CPU进行转矩计算,其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时,也能保证电动机按照转矩设定值自动加速和减速。
驱动转矩功能提供了强大的起动转矩,在稳态运转时,转矩功能将控制电动机转差,而将电动机转矩限制在最大设定值内,当负载转矩突然增大时,甚至在加速时间设定过短时,也不会引起变频器跳闸。在加速时间设定过短时,电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利,以设置为80~100%较妥。
制动转矩设定数值越小,其制动力越大,适合急加减速的场合,如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为0%,可使加到主电容器的再生总量接近于0,从而使电动机在减速时,不使用制动电阻也能减速至停转而不会跳闸。但在有的负载上,如制动转矩设定为0%时,减速时会出现短暂空转现象,造成变频器反复起动,电流大幅度波动,严重时会使变频器跳闸,应引起注意。
来源:伺服与运动控制
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(干货)常见通讯方式简介,工业现场的有线通讯
伺服电机使用中的这些问题,不容忽视
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1.控制方式:即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度进行静态或动态辨识。
2.最低运行频率:即电机运行的最小转速,电机在低转速下运行时,其散热性能很差,电机长时间运行在低转速下,会导致电机烧毁。而且低速时,其电缆中的电流也会增大,也会导致电缆发热。
3.最高运行频率:一般的变频器最大频率到60Hz,有的甚至到400Hz,高频率将使电机高速运转,这对普通电机来说,其轴承不能长时间的超额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。
4.载波频率:载波频率设置的越高其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机发热,电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。
5.电机参数:变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
6.跳频:在某个频率点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点。
7.加减速时间:加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间,减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流,减速时则限制下降率以防止过电压。
加速时间设定要求:将加速电流限制在变频器过电流容量以下,不使过流失速而引起变频器跳闸;减速时间设定要点是:防止平滑电路电压过大,不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来,但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间,通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警;然后将加减速设定时间逐渐缩短,以运转中不发生报警为原则,重复操作几次,便可确定出最佳加减速时间。
8.转矩提升:又叫转矩补偿,是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围f/V增大的方法。设定为自动时,可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩,使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时,根据负载特性,尤其是负载的起动特性,通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载,如选择不当会出现低速时的输出电压过高,而浪费电能的现象,甚至还会出现电动机带负载起动时电流大,而转速上不去的现象。
9.电子热过载保护:本功能为保护电动机过热而设置,它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升,从而进行过热保护。本功能只适用于“一拖一”场合,而在“一拖多”时,则应在各台电动机上加装热继电器。
电子热保护设定值(%)=[电动机额定电流(A)/变频器额定输出电流(A)]×100%。
10.频率限制:即变频器输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障,而引起输出频率的过高或过低,以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用,如有的皮带输送机,由于输送物料不太多,为减少机械和皮带的磨损,可采用变频器驱动,并将变频器上限频率设定为某一频率值,这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。
11.偏置频率:有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用途是当频率由外部模拟信号(电压或电流)进行设定时,可用此功能调整频率设定信号最低时输出频率的高低。有的变频器当频率设定信号为0%时,偏差值可作用在0~fmax范围内,有的变频器(如明电舍、三垦)还可对偏置极性进行设定。如在调试中当频率设定信号为0%时,变频器输出频率不为0Hz,而为xHz,则此时将偏置频率设定为负的xHz即可使变频器输出频率为0Hz。
12.频率设定信号增益:此功能仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。它是用来弥补外部设定信号电压与变频器内电压(+10v)的不一致问题;同时方便模拟设定信号电压的选择,设定时,当模拟输入信号为最大时(如10v、5v或20mA),求出可输出f/V图形的频率百分数并以此为参数进行设定即可;如外部设定信号为0~5v时,若变频器输出频率为0~50Hz,则将增益信号设定为200%即可。
13.转矩限制:可为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。它是根据变频器输出电压和电流值,经CPU进行转矩计算,其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时,也能保证电动机按照转矩设定值自动加速和减速。
驱动转矩功能提供了强大的起动转矩,在稳态运转时,转矩功能将控制电动机转差,而将电动机转矩限制在最大设定值内,当负载转矩突然增大时,甚至在加速时间设定过短时,也不会引起变频器跳闸。在加速时间设定过短时,电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利,以设置为80~100%较妥。
制动转矩设定数值越小,其制动力越大,适合急加减速的场合,如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为0%,可使加到主电容器的再生总量接近于0,从而使电动机在减速时,不使用制动电阻也能减速至停转而不会跳闸。但在有的负载上,如制动转矩设定为0%时,减速时会出现短暂空转现象,造成变频器反复起动,电流大幅度波动,严重时会使变频器跳闸,应引起注意。
来源:伺服与运动控制
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二极管工作原理知识讲解
(干货)常见通讯方式简介,工业现场的有线通讯
伺服电机使用中的这些问题,不容忽视
智造家