自动化控制元件及应用 高等教育出版社 项目十二 自动化控制元件的综合应用 任务一 电阻应变式传感器（电子秤认识） 任务二 压电式传感器

1.理解自动化控制元件综合应用系统的组成，掌握其工作原理 2.掌握自动化控制元件在应用系统中的作用 自动化控制元件及应用 高等教育出版社 任务一 室内恒温恒湿系统安装调试 【知识要点】 1.理解自动化控制元件综合应用系统的组成，掌握其工作原理 2.掌握自动化控制元件在应用系统中的作用

【知识点】 【技能点】 1.理解自动化控制元件综合应用系统的组成，掌握其工作原理 2.掌握自动化控制元件在应用系统中的作用 自动化控制元件及应用 高等教育出版社 【知识点】 1.理解自动化控制元件综合应用系统的组成，掌握其工作原理 2.掌握自动化控制元件在应用系统中的作用 【技能点】 1.掌握自动化控制元件综合应用的基本方法 2.学会自动化控制元件综合系统的设计、安装与调试

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【任务引入】 恒温恒湿实验室是将某一实验室通过某些专用设备和技术方法，使其室内温湿度符合某一调湿和试验用标准大气的要求。恒温恒湿实验室是生产企业的产品质量检验与控制和流通领域里的商品质量检验把关的基础设施。恒温恒湿实验室广泛应用于棉纺、毛纺、化纤、纸张、包装、烟草生产企业以及质检、纤检等部门，按照ISO和GB有关标准规定，纺织品、纺织原料、纸张、纸品和纸箱等 商品的质物理项目的检验必需在标准大气条件下进行。 设备：变频冷暖空调、除湿机、超声加湿机、湿度控制器、温度控制器、温差控制器、PLC、温度传感器、湿度传感器、换气风机、循环风机、变频器、；手持式温度、湿度测量仪器。

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本任务要求选取合适的传感器安置于最佳检测位置（安装前经分析论证），并接线运行，通过便携仪器进行检测验证。 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【任务目标】 A B E C D 图12-1-2实验室平面示意图 本任务要求选取合适的传感器安置于最佳检测位置（安装前经分析论证），并接线运行，通过便携仪器进行检测验证。

【任务分析】 常规恒温恒湿实验室的温度范围：18-30℃、 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【任务分析】 常规恒温恒湿实验室的温度范围：18-30℃、 湿度范围：45%-70%RH，适用行业：医疗、纺织、造纸、精密制造等。任务实施的关键在于正确选用传感器，选择合适位置安装，能测量到真实的、准确的温度和湿度。

【任务实施】 1.安装传感器 （1)分析控制精度要求选用恰当型号的温度传感器，湿度传感器 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【任务实施】 1.安装传感器 （1)分析控制精度要求选用恰当型号的温度传感器，湿度传感器 （2)分析环境要求选择合适传感器安装的位置，并正确安装。 2.连接电路 （1)按设计要求连接传感器到控制仪表。 （2)将仪表输出控制信号连接到各执行设备。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【任务实施】 3.应用系统 学会使用、操作湿度控制仪, 温度控制器等设备，使系统运行；使用手持式温度、湿度测量仪器测量室内各点温度、湿度，在各处偏差较大或动态响应慢时使用PLC和变频器作辅助优化，同时调整仪表的相关参数。 4.实验结果 记录每个步骤的操作过程、系统运行情况及图12-1-2所示的各个参考点测试结果。

测量位置 实测温度 温度偏差 实测相对湿度 相对湿度偏差 实验室A点 实验室B点 实验室C点 实验室D点 实验室E点 平均值 偏差分析 备注 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 测量位置 实测温度 温度偏差 实测相对湿度 相对湿度偏差 实验室A点 实验室B点 实验室C点 实验室D点 实验室E点 平均值 偏差分析 备注

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【相关知识】 一、恒温恒湿实验室

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 1.实验室装修：要求严格的保温隔湿性能，建议实验室四个立面采用彩钢复合板，顶和底面采用PE保温板进行保温隔湿处理；对于透视窗，要求采用双层真空玻璃窗。 2.实验室空调：实验室空调是温湿度控制的心脏，要求精度高，故障率低。所以必须要求空调能调节制冷量，目前市面上有两种方式：变频调节和冷冻水调节方式。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 (1)变频调节：实际上就是通过改变供电性质而改变压缩机的功率，让压缩机实现低负荷工作或者过负荷工作，同时调节制冷系统的节流量，所以必须添加非常多的繁琐的环节，而且各环节必须完美匹配，否则出现故障。 (2)冷冻水型机组：采用7℃左右的冷水作为冷源，通过电动阀开大或者关小来控制水流量，从而轻易控制制冷量，而电动阀结构象家用水龙头一样简单，所以故障率几乎为零。但其控制效果不高，每次调整后在一定的时间段内只能达到±5%RH。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 3.通风方式： 通风方式经历过好几个历史阶，从最初的从底出风，到上自然送风，到上散流器送风，到现在最先进的上风管+微孔天花送风，下地板回风方式，整个实验室送风柔和、均匀，温湿度控制非常稳定。 4.新风系统：新风系统的作用一方面是为工作人员提供生理新鲜空气，其对实验室温湿度的稳定性也功不可没，也是必不可少的设备；另一方面为了让实验室不受外界的干扰，必须向实验室提供新风，以保持实验室气压为正，这样外界的空气进入不了实验室，确保实验室长年温湿度稳定。

二、 温度传感器 温度传感器产品的型号许多，我们以常用的Pt100热电阻来介绍。 1.工作原理 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 二、 温度传感器 温度传感器产品的型号许多，我们以常用的Pt100热电阻来介绍。 1.工作原理 pt100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的阻值与温度变化关系为：当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式：Rt=Rt0[1+α（t-t0）]，式中Rt为温度t时的阻值，Rt0为温度，t0为t0=0℃（通常）时对应电阻值，α为温度系数。半导体热敏电阻的阻值和温度关系为：Rt=AeB/t ，式中Rt为温度等于t时的电阻值，A、B为半导体材料常数，其大小取决于半导体材料与结构。

在医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常广泛。 3. 热电阻的接线方式 目前热电阻的引线主要有三种方式： 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 2.应用范围 在医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常广泛。 3. 热电阻的接线方式 目前热电阻的引线主要有三种方式： （1）二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 （2）三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。 （3）四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 工业上一般都采用三线制接法。热电阻采用三线制接法是为了消除连接导线电阻引起的测量误差，因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥，热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这部分电阻是未知的而且随环境温度变化而变化，造成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样可消除导线线路电阻带来的测量误差。热电偶产生的是毫伏信号，不存在这个问题。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 三、湿度传感器HM1500_Manual 参阅说明书

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 四、除湿机 除湿机又称为抽湿机，一般可分为家用除湿机和工业除湿机两大类，属于制冷空调家庭中的一个小成员。通常，除湿机由压缩机、热交换器、风扇、盛水器、机壳及控制器组成，其工作原理是：由风扇将潮湿空气抽入机内，通过热交换器，此时空气中的水分冷凝成水珠，变成干燥的空气排出机外，如此循环使室内湿度降低。

按使用功能分，除湿机可分为一般型、降温型、调温型、多功能型等。 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 1.除湿机主要类型 按使用功能分，除湿机可分为一般型、降温型、调温型、多功能型等。 (1)一般型除湿机是指空气经过蒸发器冷却除湿，由再热器加热升温，降低相对湿度，制冷剂的冷凝热全部由流过再热器的空气带走，其出风温度不能调节，只用于升温除湿的除湿机。 (2)降温型除湿机是指在一般型除湿机的基础上，制冷剂的冷凝热大部分由水冷或风冷冷凝器带走，只有小部分冷凝热用于加热经过蒸发器后的空气，可用于降温除湿的除湿机。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 (3)调温型除湿机是指在一般型除湿机的基础上，制冷剂的冷凝热可全部或部分由水冷或风冷冷凝器带走，剩余冷凝热用于加热经过蒸发器后的空气，其出风温度能进行调节的除湿机。 (4)多功能型除湿机是指集升温除湿（一般型）、降温除湿、调温除湿三种功能于一体的除湿机，在无室外机（风冷）或冷却水（水冷）时仍可选择升温除湿功能进行除湿的除湿机。

① 按有无带风机分，除湿机可分为常规除湿机、风道式除湿机两种。 ②按结构形式分，除湿机可分为整体式、分体式、整体移动式三种。 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 ① 按有无带风机分，除湿机可分为常规除湿机、风道式除湿机两种。 ②按结构形式分，除湿机可分为整体式、分体式、整体移动式三种。 ③按适用温度范围分，除湿机可分为A型（普通型18 ~ 38℃）、B型（低温型5 ~ 38℃）两类。 ④按送回风方式分，除湿机可分为前回前送带风帽型、后回上送型等。 ⑤按控制形式分，除湿机可分为自动型和非自动型等。 ⑥按特殊使用情况分，除湿机可分为全新风型、防爆型等。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 五、超声加湿机 1.简介 新一代的超声波负离子设备采用与空气负离子发生器不同的工作方式，它采用现代超声波技术，使常温下的纯净水在超声空化的作用下，产生大量水分子的负离子和微米级水滴，这些负离子和微米级水滴可使室内空间的空气质量得以大幅度提高，犹如置身于森林中和瀑布旁，（其实际工作效果已在体操房和健身中心得以验证）。新一代超声波液体雾化器采用先进的集成机芯全封闭密封技术，具有较强的耐腐蚀性。可将含酸、碱、腐蚀性特殊溶液以微米数量级雾化，以便于此类溶液在特定的空气环境中喷洒。

同其它类型加湿设备相比，超声波工业用加湿器具有下列特点： 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 2.特点 同其它类型加湿设备相比，超声波工业用加湿器具有下列特点： （1） 加湿效率高（接近100%），加湿强度大，产生的雾粒小而均匀，单位时间内可迅速达到要求的相对湿度，节约水源；   （2） 单位加湿量的能耗指标低，超声波加湿器的耗能量只有0.05 kW/(kg.h)，仅相当于其它加湿方式的1/15~ 1/10，日运行费用低； （3） 体积小，可根据现场条件单独自成系统，既适合新建厂房的配套安装，又可在不破坏原有设备的基础上，对旧厂房进行改造升级；

（4） 加湿均匀，可迅速及大面积地解决工业生产中的实际问题，例如纺织生产中的飞花、断头、静电、毛糙不平和纤维脆弱等问题； 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 （4） 加湿均匀，可迅速及大面积地解决工业生产中的实际问题，例如纺织生产中的飞花、断头、静电、毛糙不平和纤维脆弱等问题； （5） 雾化组件采用集成式雾化机芯，全密封式结构设计达到了防水的目的，并且使雾化片更换、维护可在现场立即解决，完全杜绝了早期超声波加湿系统易损坏、寿命短和维修繁琐等问题； （6） 集成雾化机芯自带过水保护装置，可有效地保证雾化机芯在水位过低时自动停止工作，无需另配设备，节约了成本； （7） 控制方式灵活、方便，有三种控制方式可供选择：开关控制、时序控制和湿度自动控制。在选取时可根据现场环境和人员安排进行灵活的选择、搭配；

（8） 湿度自动控制的加湿机配备法国进口湿度传感器， 灵敏度高、反应迅速， 可完全实现无人员现场操作； 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 （8） 湿度自动控制的加湿机配备法国进口湿度传感器， 灵敏度高、反应迅速， 可完全实现无人员现场操作； （9） 设备采用不锈钢箱体，外观美观大方，耐腐蚀，寿命长； （10）设备同时具有固定支架式和可移动式两种安装方式，并可通过管道连接安装在远离加湿场所的区域，既方便了设备安装，又提高了空间的使用效率； （11）设备通过国家电器安全使用检测，配备高性能自动上水电磁阀、溢水口和泄水口，使用简便、安全可靠； （12）设备整体设计经过反复试验及多年实际检测，结构紧凑，搭配合理，无大功率电机，不是由纯粹的机械能驱动加湿，所以工作时无噪音，对液体的雾化效果高。

体积小，加湿强度大，耗电量小，控制性能好，雾粒小而均匀；可能带菌，单价较高，使用寿命短。 4.加湿原理 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 3.优缺点 体积小，加湿强度大，耗电量小，控制性能好，雾粒小而均匀；可能带菌，单价较高，使用寿命短。 4.加湿原理 采用高频震荡(震荡频率为1.7MHz，超过人的听觉范围，对人体及动物绝无伤害)，通过雾化片的高频谐振，将水抛离水面而产生自然飘逸的水雾。 5. 湿度控制仪TH136 参阅说明书高。 6. 温度控制仪AL808 参阅说明书

如何评价系统的优劣(精度、动态、性价比、环境指标、能耗指标、可靠性等)？ 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【任务拓展】 如何评价系统的优劣(精度、动态、性价比、环境指标、能耗指标、可靠性等)？

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【知识测评】 叙述系统的组成、各部分功能。

【知识要点】 1. 理解自动化控制元件综合应用系统的组成 2．掌握自动化控制元件工作原理 3. 掌握自动化控制元件在应用系统中的作用 自动化控制元件及应用 高等教育出版社 任务二 光电、电容式、电感式传感器和液压、气动系统综合应用 【知识要点】 1. 理解自动化控制元件综合应用系统的组成 2．掌握自动化控制元件工作原理 3. 掌握自动化控制元件在应用系统中的作用

能够选择合适的传感器并在合理的位置正确安装 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【任务评价】 任务要求 分值 评分标准 学生 自评 小组互评 教师 评价 任务 总评 了解传感器的 功能与参数 10 能够了解各类传感器的 应用传感器 20 能够选择合适的传感器并在合理的位置正确安装 连接电路 30 独立连接好整个电路 系统应用 能够调整控制系统正常运行 安全操作 工具使用、仪表安全 现场管理 出勤情况、现场纪律、 协作精神

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【任务引入】 液压、气动系统常应用在注塑机和辅助机械手中，在系统中，各类传感器应用是必不可少的，尤其是光电式、电容式、电感式等通用传感器。视频（注塑机及辅助机械手自动运行）

【任务目标】 根据视频构建模拟实训系统，系统包括： （1）传感器： 保护型：光栅传感器、光电传感器 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【任务目标】 根据视频构建模拟实训系统，系统包括： （1）传感器： 保护型：光栅传感器、光电传感器 检测型：电容式、电感式传感器、压力传感器、温度传感器、霍尔传感器 （2）执行元件：油缸、气缸、电磁阀 本任务要求当系统根据生产需要（设计需要），对被控对象实施检测时，选择合适的传感器和合理的检测（安装）位置，达到生产（设计）要求。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【任务分析】 根据注塑机和机械手的保护需要，安装安保要求的传感器。当注塑机每完成一次工件加工后，需要有传感器检测到工件并让机械手取走，注塑机才能进行下一次工作。

【任务实施】 1. 选择、安装传感器、油缸、气缸 （1）选择满足生产工艺要求的地方安装油缸、气缸等执行元件。 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【任务实施】 1. 选择、安装传感器、油缸、气缸 （1）选择满足生产工艺要求的地方安装油缸、气缸等执行元件。 （2）选择合适的位置安装合适的传感器：在易产生安全事故的地方，如液压加工行程范围内、机械手的运动范围内安装保护型传感器，如光栅传感器、光电传感器。 （3）在加工机械到位的地方安装检测型传感器，如电容式、电感式传感器、霍尔传感器。 （4）在能反映真实数据的位置安装检测型传感器，如压力传感器、温度传感器等。

【任务实施】 2.连接电路 根据设计要求连结电路和相应的控制器及程序。 3. 调节执行元件传感器能使系统正常工作 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【任务实施】 2.连接电路 根据设计要求连结电路和相应的控制器及程序。 3. 调节执行元件传感器能使系统正常工作 （1）手动调整各执行元件的运行顺序、方向、行程、时间等参数，使其能正确动作，手动调整、模拟各传感器使其能正常检测相应参数。 （2）分步让系统自动运行并调整以达到能自动连续运行的要求。 （3）确认正确无误后让系统自动运行。 4. 实验结果 记录每个步骤的操作过程、系统运行情况及各个参数、结果。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【相关知识】 一、注塑机

注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 注塑机又名注射成型机或注射机。它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。分为立式、卧式、全电式。注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。 1.结构和功能 注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。

注射系统的组成：注射系统由塑化装置和动力传递装置组成。 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 （1）注射系统 注射系统的作用：注射系统是注塑机最主要的组成部分之一，一般有柱塞式、螺杆式、螺杆预塑柱塞注射式三种主要形式。目前应用最广泛的是螺杆式。其作用是在注塑料机的一个循环中，能在规定的时间内将一定数量的塑料加热塑化后，在一定的压力和速度下，通过螺杆将熔融塑料注入模具型腔中。注射结束后，对注射到模腔中的熔料保持定型。 注射系统的组成：注射系统由塑化装置和动力传递装置组成。

螺杆式注塑机塑化装置主要由加料装置、料筒、螺杆、射嘴部分组成。动力传递装置包括注射油缸、注射座移动油缸以及螺杆驱动装置（熔胶马达） 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 螺杆式注塑机塑化装置主要由加料装置、料筒、螺杆、射嘴部分组成。动力传递装置包括注射油缸、注射座移动油缸以及螺杆驱动装置（熔胶马达）

合模系统的组成：合模系统主要由合模装置、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动模板、合模油缸和安全保护机构组成。 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 （2）合模系统 合模系统的作用：合模系统的作用是保证模具闭合、开启及顶出制品。同时，在模具闭合后，供给予模具足够的锁模力，以抵抗熔融塑料进入模腔产生的模腔压力，防止模具开缝，造成制品的不良现状。 合模系统的组成：合模系统主要由合模装置、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动模板、合模油缸和安全保护机构组成。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 （3）液压系统 液压传动系统的作用是实现注塑机按工艺过程所要求的各种动作提供动力，并满足注塑机各部分所需压力、速度、温度等的要求。它主要由各自种液压元件和液压辅助元件所组成，其中油泵和电机是注塑机的动力来源。各种阀控制油液压力和流量，从而满足注射成型工艺各项要求。 （4）电气控制系统 电气控制系统与液压系统合理配合，可实现注射机的工艺过程要求（压力、温度、速度、时间）和各种程序动作。主要由电器、电子元件、仪表、加热器、传感器等组成。一般有四种控制方式，手动、半自动、全自动、调整。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 （5）加热/冷却系统 加热系统是用来加热料筒及注射喷嘴的，注塑机料筒一般采用电热圈作为加热装置，安装在料筒的外部，并用热电偶分段检测。热量通过筒壁导热为物料塑化提供热源；冷却系统主要是用来冷却油温，油温过高会引起多种故障出现所以油温必须加以控制。另一处需要冷却的位置在料管下料口附近，防止原料在下料口熔化，导致原料不能正常下料。 （6）润滑系统 润滑系统是注塑机的动模板、调模装置、连杆机铰等处有相对运动的部位提供润滑条件的回路，以便减少能耗和提高零件寿命，润滑可以是定期的手动润滑，也可以是自动电动润滑；

注塑机的安全装置主要是用来保护人、机安全的装置。主要由安全门、液压阀、限位开关、光电检测元件等组成，实现电气——机械——液压的联锁保护。 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 （7）安全保护与监测系统 注塑机的安全装置主要是用来保护人、机安全的装置。主要由安全门、液压阀、限位开关、光电检测元件等组成，实现电气——机械——液压的联锁保护。 监测系统主要对注塑机的油温、料温、系统超载，以及工艺和设备故障进行监测，发现异常情况进行指示或报警。

注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 2.工作原理和模式 　　注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。 　　注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。 　　注塑机操作项目：注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制系统操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出型式的选择，料筒各段温度的监控，注射压力和背压压力的调节等。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 一般螺杆式注塑机的成型工艺过程是：首先将粒状或粉状塑料加入机筒内，并通过螺杆的旋转和机筒外壁加热使塑料成为熔融状态，然后机器进行合模和注射座前移，使喷嘴贴紧模具的浇口道，接着向注射缸通入压力油，使螺杆向前推进，从而以很高的压力和较快的速度将熔料注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间和压力保持（又称保压）、冷却，使其固化成型，便可开模取出制品（保压的目的是防止模腔中熔料的反流、向模腔内补充物料，以及保证制品具有一定的密度和尺寸公差）。注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是实现和保证成型制品质量的前提，而为满足成型的要求，注射必须保证有足够的压力和速度。同时，由于注射压力很高，相应地在模腔中产生很高的压力（模腔内的平均压力一般在20~45MPa之间），因此必须有足够大的合模力。由此可见，注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 对塑料制品的评价主要有三个方面，第一是外观质量，包括完整性、颜色、光泽等；第二是尺寸和相对位置间的准确性；第三是与用途相应的物理性能、化学性能、电性能等。这些质量要求又根据制品使用场合的不同，要求的尺度也不同。制品的缺陷主要在于模具的设计、制造精度和磨损程度等方面。但事实上，塑料加工厂的技术人员往往苦于面对用工艺手段来弥补模具缺陷带来的问题而成效不大的困难局面。 　　生产过程中工艺的调节是提高制品质量和产量的必要途径。由于注塑周期本身很短，如果工艺条件掌握不好,废品就会源源不绝。在调整工艺时最好一次只改变一个条件，多观察几回，如果压力、温度、时间统统一起调的话，很易造成混乱和误解，出了问题也不知道是何道理。调整工艺的措施、手段是多方面的。例如：解决制品注不满的问题就有十多个可能的解决途径，要选择出解决问题症结的一、二个主要方案，才能真正解决问题。此外，还应注意解决方案中的辨证关系。比如：制品出现了凹陷，有时要提高料温，有时要降低料温；有时要增加料量，有时要减少料量。要承认逆向措施的解决问题的可行性。

高等教育出版社 自动化控制元件及应用 二、机械手 注塑机专用机械手是能够模仿人体上肢的部分功能，可以对其进行自动控制使其按照预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。注塑机械手是为注塑生产自动化专门配备的机械，它可以在减轻繁重的体力劳动、改善劳动条件和安全生产；提高注塑成型机的生产效率、稳定产品质量、降低废品率、降低生产成本、增强企业的竞争力等方面起到及其重要的作用。

对于注塑生产中使用的机械手,一般可按其功能分为以下三种类型： （1）简易型注塑机械手 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 1.注塑机专用机械手的分类： 　　对于注塑生产中使用的机械手,一般可按其功能分为以下三种类型： （1）简易型注塑机械手 简易型注塑机械手可分为固定模式程序型和可变程序型两种。固定程序型注塑机机械手不能改变其工作程序，它具有可伸缩、移动的手臂，利用自动控制装置做简单、规格和重复的动作；可变程序型注塑机机械手的工作程序可以改变，一般多为气动或液动，其结构简单，比较容易改变程序，多用于点位控制，近年来普遍采用可编程序控制器或者微型电脑来组成控制系统，扩展了其应用范围。

这种机械手具有记忆及可变程序的能力，多为电液伺服驱动，有较多的自由度，能够造行比较复杂的造作。 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 （2）记忆再现型注塑机械手 　　这种机械手具有记忆及可变程序的能力，多为电液伺服驱动，有较多的自由度，能够造行比较复杂的造作。 （3）智能型注塑机械手 这种机械手由电脑通过各种传感器进行控制，具有视觉、触觉和热觉功能，可执行各种操作，是能力最强的一种机械手，目前国内使用较少。

注塑机专用机械手的组成一般由执行系统、驱动系统、控制系统等组成。 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 2.注塑机专用机械手的组成 　　注塑机专用机械手的组成一般由执行系统、驱动系统、控制系统等组成。 　　执行系统，机械手抓取或释放制品、实现各种操作运动的系统，由臂部、腕部和手部等部件组成。 　　驱动系统，为执行系统的各部件提供动力的系统，有气动、液压、电动及机械等形式。目前比较常用的是气动和液压两种形式，气动式速度快、结构简单、成本低、有较高的重复定位精度；液压式臂力大、可实现连续控制、定位精度高、但容易漏油而污染制品。 控制系统，通过对驱动系统进行控制，使执行系统按照预定的工作要求进行操作，并对执行系统的动作进行修正的系统，一般包括位置检测装置和程序控制部分，通常采用点位控制和连续轨迹控制两种方式。

④手部对制品应具有一定的适应能力，且要求手部能耐受注塑制品刚从模腔中取出时的高温及腐蚀性。 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 3.设计要点 （1）手部 注塑机专用机械手的手部是用来直接抓取注塑制品的部件。由于注塑制品的形状，大小，重量及表面特征等方面存在着差异，因此注塑机械手的手部有多种形式，一般可分为夹持式和吸附式两种。夹持式手部的主要形式为夹钳式，常用于抓取不易破碎或变形的制品，它对所抓取的制品的形状有较大的适应性。夹持式手部由手指，传动机构和驱动装置组成。对于夹持式手部，进行设计选用时主要考虑以下几点： ①手部应具有适应的夹紧力和驱动； ②手指应具有足够的开关范围； ③手指对制品应具有一定的夹持精度； ④手部对制品应具有一定的适应能力，且要求手部能耐受注塑制品刚从模腔中取出时的高温及腐蚀性。

① 根据机械手的负载量来确定驱动系统的类型，一般来说，重负载的可选择电力驱动系统，轻负载的可选择气压驱动系统。 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 （2）驱动系统 注塑用机械手的驱动系统一般可分为液压驱动，气压驱动和电力驱动等三类，也可以根据工作要求采用上述三种类型的组合系统来完成驱动。在设计选用驱动系统时应注意以下几点: ① 根据机械手的负载量来确定驱动系统的类型，一般来说，重负载的可选择电力驱动系统，轻负载的可选择气压驱动系统。 ② 对于作点位控制的注塑机械手多采用气压驱动系统。 ③ 对于需要采用伺服控制的机械手多采用液压驱动系统或电力驱动系统。

②应注意机械手与注塑机的动作配合协调，确保机械手抓取制品离开模具后，注塑机和机械手能够各自继续进行动作，从而减少时间浪费； 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 （3）控制系统 注塑用机械手的所有动作都在控制系统的指挥下完成，尤其是机械手与注塑机的协调工作关系，更是要依赖控制系统来达到。在控制系统的指挥下，机械手按照预定的工作程序完成各个动作，从而将注塑生产出的制品从模具中取出并传送到指定地点或下一个生产工序中，并向模腔中喷洒脱模剂。在设计时，应根据注塑机的性能，机械手的作业条件和要求，制品的形状和重量等来确定控制系统。一般来说，设计或选用控制系统应遵循以下一些要点： ①应确保机械手有足够的定位精度； ②应注意机械手与注塑机的动作配合协调，确保机械手抓取制品离开模具后，注塑机和机械手能够各自继续进行动作，从而减少时间浪费； ③应注意控制机械手的运行速度，即要使机械手能够满足注塑成型最短周期的要求，有要考虑是否会产生惯性冲击和振动； ④ 应考虑控制系统的费用与实际工作要求之前的平衡关系。

注塑用机械手在抓取制品及喷洒脱模剂时一般采用如下的工作步骤：机械手手臂下降并引发注塑机开模-注塑机顶出注塑制品并向机械手发出 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 （4）工作步骤 注塑用机械手在抓取制品及喷洒脱模剂时一般采用如下的工作步骤：机械手手臂下降并引发注塑机开模-注塑机顶出注塑制品并向机械手发出 顶出信号—机械手伸入模腔中抓取制品-机械手向模腔喷洒脱模剂—机械手上升离开模腔—机械手向注塑机发出闭模信号并引发注塑机闭模。 机械手移动到指定位置处放下制品—机械手回复到原位准备进行下一次动作。

注塑用机械手的技术参数确定机械手的规格和工作性能，主要的技术参数有以下几点： 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 4.技术参数 注塑用机械手的技术参数确定机械手的规格和工作性能，主要的技术参数有以下几点： (1)抓重：机械手抓取制品的额定重量或载荷;手臂的运动参数包括手臂的伸缩，升降，回转等运动速度和范围；手部的抓取范围及抓取力的大小； (2)定位精度：位置的设定精度和重复定位精度； (3)定位方式：点位控制或连续轨迹控制方式； (4)驱动系统参数：控制系统参数、机械手的工作循环时间、自由度数目和坐标形式等。

还可以增加什么传感器、安装在什么位置、达到什么目的（安全、高效、节能、环保）？ 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【任务拓展】 还可以增加什么传感器、安装在什么位置、达到什么目的（安全、高效、节能、环保）？

所安装的传感器是什么型号的、能达到什么目的、安装在什么位置？ 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 【知识测评】 所安装的传感器是什么型号的、能达到什么目的、安装在什么位置？

【任务评价】 高等教育出版社 自动化控制元件及应用 任务要求 分值 评分标准 学生 自评 小组互评 教师 评价 任务 总评 安装气缸、油缸、传感器 30 能正确选取位置安装 连接电路 独立连接好整个电路 调整系统 20 能够调整好系统运行 安全操作 10 工具使用、仪表安全 现场管理 出勤情况、现场纪律、 协作精神