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热熔胶复合机总体布局的设计知识

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从热熔胶复合机系统的物理结构层来看,其表现是具体和立体的,这个具体和立体结构可以看成是多种模块的组合,并形成热熔胶复合机系统的总体布局.

热熔胶复合机总体布局的设计往往不是孤立的,要考虑到系统相互之间的结构关系,通常,将热熔胶复合机系统的系列结构关系划分为确定非共享的、组件平台和批量定制的三种,

非共享系列结构是一种唯一与其他系统或系统部件没有共用部分的系统结构,例如,固定扳手和螺丝刀,非共享系列结构相对简单和紧凑。

平台系列结构的特点是系统间有共用的部件、组件或子系统,平台系列结构通常被分成组件族、组件代、可消耗组件、标准式和购买可调节五种结构。

热熔胶复合机总体布局的设计采用什么样的系列结构取决于用户群的情况,如果用户群的中心需求是不断变化的,就要采用组件代平台,如果用户中心需求很稳定,用户群各类用户的具体要求也很统一,则要采用确定非共享系列结构;如果用户中心需求很稳定,用户群各类用户的具体要求比较离散,就要采用组件族结构,如果用户中心需求与各个层次的具体要求一致,则要采用可调节结构。

热熔胶复合机组件式设计可以分为两种:以功能为导向和以制造为导向,第一种侧重于功能的考虑,而第二种侧重于制造中的要求。以功能为导向的组件结构包括插口组件、总线组件、部分组件、混合组件等类型,以制造为导向的组件结构包括OCM组件、组合组件、尺寸组件和方案组件,其基础是组件的划分。

热熔胶复合机组件式设计应以功能结构为基础,然后再进行以制造为导向的组件设计,因此按以下步骤进行。

(1)产生机电一体化结构的功能结构。

(2)将部件划分成组件体,就是按照部件之间的关系将它们划分成组,每组构成一个组件体。

(3)画出组件体的二维和三维结构图,生成简要几何草图。

(4)确定相互关系和详细性能特性。确定相互关系和详细性能特性应包括:a确定从一个组件到另一个组件的材料流向,如固体、液体或气体;b组件间所传递的能量相互作用;c从一个组件到另一组件的信号流向;d组件间的空间关系,如几何尺寸、自由度、公差和约束。

热熔胶复合机系统控制中,执行元件子系统、驱动元件子系统、电力电子器件子系统、微控制器子系统、传感器子系统都要用到控制技术,用传递函数和状态空间等数学模型来表示这些子系统是控制技术实现的基础,由于热熔胶复合机系统自动复杂程度的日益的提高、控制性能的需求和作为核心控制技术实现部件的微处理器性能的增强,状态空间模型得到了越来越广泛的应用,对比手动调节,数学模型的使用为精确,数学模型可以通过对输入和输出信号测量、采样的     辨识及参数估计来获得,这些方法不限于线性系统,也可用于辨识几类非线性系统。

对于一个包括电机、传动控制和机械负载的热熔胶复合机系统而言,数学模型通常应体现以下性质。

(1)传动部件是可线性化的。

(2)如果运动是单向的,则能够线性化;对予双向的运动,库仑摩擦产生迟滞件,导致非线性模式,然而,使用方向相关线件模型也是可能的。

(3)电机和机械负载常具有非线性。

(4)一些参数(如质量和刚度)是已知的,其他的参数(如阻尼、摩擦系数和负载参数)是未知的和时变的。

(5)模型阶数N在3—20之间。因此,应该使用热熔胶复合机系统建模技术和数字仿真方法,也需要使用模型精减技术。

四;热熔胶复合机系统接口的分类

热熔胶复合机系统的物理层结构由七个子系统组成,各子系统有机结合构成一个整体,子系统结合部分就形成了接口,因此,接口可分为以下几种。

1.热熔胶复合机人机接口子系统与微控制器的接口

这个接口是电性质的,传递的是信号。人机接口子系统与微控制器的接口通常有并行和串行两类,并行接口速度较快,但占用微处理器资源较多,串行接口主要是spi的,因而可以和其他器件共用单片机资源。

2.热熔胶复合机动力电源与电力电子器件的接口

这个接口也是电性质的,促传递的是能量,因而通常功率较大,也正围为传递能量,所以结构很简单。对这个接口的要求主要是功率的匹配,动力电源能够通过电力电子器件给驱动系统和执行系统提供必要的能量。因此,动力电源必须包括两个方面的基本条件:首先是动力电源所能提供的能量应大于驱动系统和执行系统所需要的能量,这个条件在系统稳态和动态的情况下均应该满足;其次,动力电源所提供能量的质量(如平稳性)要能够满足驱动系统和执        行系统的要求。

3.热熔胶复合机微控制器与电力电子器件的控制接口

这是一个电接口,也是信号接口,但是,出于电力电子器件往往控制大功率的能量,其驱动控制信号也有较大的功率,所以是一个功率较大的电信号。这就要求在电力电子器件和微处理器之间有前级驱动电路,起到隔离和信号放大的作用。不同类型的电力电子器件要使用不同的信号驱动电路,驱动电路的输入控制电平应与微处理器的控制电平一致。

4.热熔胶复合机微处理器与传感器的接口

微处理器与传感器的接口是一个典型的电信号接口,由于传感器的类型很多,智能传感器的不断发展,这种接口的信号类型也很多,微控制器与传感部件接口匹配的基本要求是能够按照要求处理来自传感器的传感信息,这就要求接口两侧的微控制器与传感部件的性能指标高于系统功能所要求的性能指标,这些具体指标也是分析传感器性能的指标。

5.热熔胶复合机电力电子器件与驱动部件的接口

这个接口是电能接口,具有和动力电源与电力电子器件接口类似的性能。

6.热熔胶复合机执行机构与驱动系统的接口

略。

热熔胶复合机智能控制系统的一个重要特点就是部件的自动监控和故障诊断,例如,外部故障通常是由电源、污染和碰撞引起,内部故障通常是由磨损、缺少润滑或执行器、传感器故障引起,如果故障直接影响可测输出变量,它可以通过适当的信号评估检测出来,测量的量相对于正常值的容差进行对比,如果超过容差就触发报警,相应的功能叫作监测,在超过限定值显示危险状态的情况下,适当的操作就自动运行,这叫作自动保护。

在热熔胶复合机控制系统中使用的过程模型更倾向于连续时间模型和离散时间模型,可以对状态变量、参数等不可测量因素进行估计,进行热熔胶复合机运行状态的早期预测,提高了机器运行的可靠性和安全性