PDF - 138 kB

SPIS TRE CI podr cznika Podstawy Mechatroniki
1 Istota mechatroniki
1.1
1.2
1.3
1.4
Synergia ró nych zasad działania urz dze zintegrowanych w systemie mechatronicznym . . . . 12
Systemowe podej cie przy projektowaniu urz dze i systemów mechatronicznych . . . . . . . . . . 17
Przykłady urz dze i systemów mechatronicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Znaczenie mechatroniki dla rozwoju gospodarczego kraju . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2 Bezpiecze stwo i higiena pracy
2.1 Człowiek jest miar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1 Ergonomia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1.1 Ergonomiczne stanowisko pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1.2 Ergonomiczne urz dzenie mechatroniczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.2 Obci enia wywołane prac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.2.1 Obci enia spowodowane rodzajem pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.2.2 Obci enia wywołane organizacj pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
31
32
33
34
34
35
2.2 Warunki bezpiecznej pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1 Obowi zuj ce przepisy i dyrektywy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1.1 Ustawa o ogólnym bezpiecze stwie produktów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1.2 Przepisy, dyrektywy, normy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1.3 Przepisy o zapobieganiu wypadkom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2 Oznakowania dotycz ce bezpiecze stwa pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2.1 Oznakowanie materiałów niebezpiecznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2.2 Znaki bezpiecze stwa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.3 Bezpieczne u ytkowanie narz dzi i przyrz dów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.4 Odzie i rodki ochrony indywidualnej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
36
37
37
37
37
38
38
38
40
40
2.3 Praca z urz dzeniami elektrycznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1 Ogólne warunki zasilania elektrycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.2 Podstawowe poj cia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3 Zagro enia spowodowane prac z urz dzeniami elektrycznymi . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3.1 Działanie pr du elektrycznego na organizm człowieka . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3.2 Kompatybilno elektromagnetyczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.4 Bezpieczna praca z urz dzeniami elektrycznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.4.1 Pi reguł bezpiecznej pracy z urz dzeniami elektrycznymi . . . . . . . . . . .
2.3.4.2 Bezpieczna praca w pobli u instalacji znajduj cych si pod napi ciem . . .
2.3.4.3 Bezpieczna praca przy wykonywaniu robót na instalacji
znajduj cej si pod napi ciem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.5 Ochrona przeciwpora eniowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.5.1 Ochrona przed dotykiem bezpo rednim i po rednim . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.5.2 Ochrona przez bardzo niskie napi cie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.5.3 Ochrona przez ograniczenie energii rozładowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.5.4 Ochrona przeciwpora eniowa w warunkach normalnych (ochrona
przed dotykiem bezpo rednim lub ochrona podstawowa) . . . . . . . . . . . . . .
2.3.5.5 Ochrona przeciwpora eniowa w warunkach awaryjnych (ochrona
przed dotykiem po rednim lub ochrona w warunkach zagro enia) . . . . . . .
2.3.5.6 Izolacje ochronne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
41
41
41
42
43
44
45
46
46
47
47
48
48
49
49
50
51
2.3.5.7 Ochrona przez izolacj pomieszcze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.3.5.8 Ochrona przez galwaniczne oddzielenie obwodów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.3.5.9 Ochrona przez nieuziemione, lokalne poł czenia wyrównawcze . . . . . . . . 52
2.4 Praca z urz dzeniami pneumatycznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.1 Zagro enia spowodowane prac z urz dzeniami pneumatycznymi . . . . . . . . . . . . . .
2.4.2 Przepisy dotycz ce bezpiecznego u ytkowania instalacji i zbiorników ci nieniow. .
2.4.3 Bezpieczna praca z urz dzeniami pneumatycznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
53
53
54
55
2.5 Praca z urz dzeniami hydraulicznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5.1 Zagro enia spowodowane prac z urz dzeniami hydraulicznymi . . . . . . . . . . . . . .
2.5.2 Działanie cieczy hydraulicznych na organizm człowieka i jego rodowisko . . . . . .
2.5.3 Bezpieczna praca z urz dzeniami hydraulicznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
55
56
56
56
2.6 Bezpieczna praca z urz dzeniami i systemami mechatronicznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6.1 Przedsi wzi cia usuwaj ce główne zagro enia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6.2 Post powanie powypadkowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6.3 Ochrona przeciwpo arowa i post powanie w przypadku po aru . . . . . . . . . . . . . . .
2.6.4 Post powanie z materiałami niebezpiecznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6.5 Wytyczne UE dla zapewnienia bezpiecznej pracy urz dze i systemów . . . . . . . . .
57
58
58
59
60
60
3 Obwody elektryczne
3.1 Wprowadzenie do elektrotechniki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1 Podstawowe wielko ci elektryczne i ich jednostki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2 Ładunek elektryczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.3 Napi cie elektryczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.3.1 Wytwarzanie napi cia elektrycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.3.2 Rodzaje napi cia elektrycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.4 Pr d elektryczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.5 Pole elektryczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.6 Pole magnetyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.6.1 Wielko ci charakteryzuj ce pole magnetyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.6.2 Materiały magnetyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.6.3 Obwody magnetyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.6.4 Pr d elektryczny w polu magnetycznym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.7 Indukcja elektromagnetyczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Obwody pr du stałego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1 Elementy i budowa obwodu pr du stałego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2 Rezystor w obwodzie pr du stałego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2.1 Budowa rezystorów, ich wła ciwo ci i oznaczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2.2 Ł czenie szeregowe rezystorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2.3 Ł czenie równoległe rezystorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2.4 Szeregowe i równoległe ł czenie rezystorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3 Kondensator w obwodzie pr du stałego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3.1 Budowa kondensatorów, ich wła ciwo ci i oznaczenia . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3.2 Ł czenie szeregowe i równolegle kondensatorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.4 Cewka w obwodzie pr du stałego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.5 Obliczanie param. obwodów pr du stałego z jednym i kilkoma ródłami napi cia .
3.2.6 Stany nieustalone w obwodach pr du stałego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
62
62
63
63
64
65
66
67
68
69
70
71
73
74
76
77
78
78
81
82
83
84
85
88
89
90
93
3.3 Obwody pr du przemiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1 Wytwarzanie napi cia przemiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.2 Podstawowe zjawiska, wielko ci i parametry obwodów pr du przemiennego. . . . . .
3.3.2.1 Przebiegi sinusoidalne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.2.2 Przebiegi niesinusoidalne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.2.3 Moce obwodów pr du przemiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.3 Kondensator w obwodzie pr du przemiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.4 Cewka w obwodzie pr du przemiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.4.1 Budowa cewek i ich wła ciwo ci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.4.2 Reaktancja indukcyjna cewki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.4.3 Ł czenie szeregowe i równoległe cewek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.5 Obliczanie parametrów obwodów pr du przemiennego z rezystorami,
kondensatorami i cewkami(obwody RLC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.5.1 Obwody szeregowe RC i RL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.5.2 Obwody równoległe RC i RL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.5.3 Straty w kondensatorze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.5.4 Straty w cewce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.5.5 Filtry RC i RL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.6 Obwody rezonansowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
96
96
97
98
100
102
105
106
106
107
109
109
110
112
113
114
115
118
3.4 Obwody trójfazowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.1 Wytwarzanie napi cia trójfazowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.2 Podstawowe poł czenia w obwodach pr du trójfazowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.2.1 Układ gwiazdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.2.2 Układ trójk ta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.2.3 Zastosowania układu gwiazdy i trójk ta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.3 Układy kompensacji mocy biernej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
124
124
125
125
126
126
127
4 Układy elektroniczne
4.1 Podstawowe poj cia z zakresu budowy układów elektronicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.1 Element i układ elektroniczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.2 Elementy bierne i czynne układów elektronicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.3 Układy analogowe, binarne i cyfrowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.4 Układy kombinacyjne i sekwencyjne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.5 Układy o stałym programie oraz układy programowalne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
129
129
131
132
134
135
4.2 Półprzewodnikowe elementy i układy elektroniczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
4.2.1 Półprzewodniki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
4.2.1.1 Przepływ pr du w metalach i półprzewodnikach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
4.2.1.2 Wła ciwo ci półprzewodników typu P i N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4.2.1.3 Wła ciwo ci zł cza PN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
4.2.2 Diody półprzewodnikowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
4.2.2.1 Budowa diod półprzewodnikowych i ich oznaczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
4.2.2.2 Diody Zenera i Schottky'ego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
4,2.2.3 Lasery półprzewodnikowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.2.3 Tranzystory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
4.2.3.1 Tranzystory bipolarne typu NPN i PNP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
4.2.3.2 Tranzystory unipolarne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
4.2.4
4.2.5
4.2.6
4.2.7
4.2.8
4.2.9
4.2.10
4.2.11
4.2.12
4.2.3.3 Obudowy tranzystorów i ich oznaczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
4.2.3.4 Tranzystor jako ł cznik elektroniczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
4.2.3.5 Tranzystor jako wzmacniacz niskich cz stotliwo ci . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Tyrystory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Triaki. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Diaki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
Elementy optoelektroniczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
Chłodzenie elementów półprzewodnikowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Układy scalone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Układy prostownikowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
Układy stabilizacji napi i pr dów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Układy wzmacniaj ce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
4.2.12.1 Wzmacniacze z tranzystorami bipolarnymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
4.2.12.2 Wzmacniacze z tranzystorami unipolarnymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
4.2.12.3 Wzmacniacze operacyjne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
4.2.12.4 Zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
4.3 Układy logiczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
4.3.1 Sygnały i kody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
4.3.2 Elementy układów logicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
4.3.2.1 Bramka I (AND) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
4.3.2.2 Bramka LUB (OR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
4.3.2.3 Bramka NIE (NOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
4.3.2.4 Bramka NIE-I (NAND) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
4.3.2.5 Bramka NIE-LUB (NOR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
4.3.2.6 Realizacje i podstawowe parametry bramek w technice scalonej . . . . . . . . 217
4.3.3 Układy kombinacyjne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
4.3.3.1 Podstawowe prawa algebry dwuwarto ciowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
4.3.3.2 Podstawy syntezy układów kombinacyjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
4.3.3.3 Minimalizacja liczby bramek w układach kombinacyjnych . . . . . . . . . . . . 223
4.3.3.4 Projektowanie układów kombinacyjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
4.3.4 Układy sekwencyjne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
4.3.4.1 Asynchroniczne przerzutniki RS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
4.3.4.2 Synchroniczne przerzutniki JK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
4.3.4.3 Liczniki asynchroniczne i synchroniczne. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
4.3.4.4 Rejestry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
4.3.4.5 Projektowanie układów sekwencyjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
4.4 Układy cyfrowe
4.4.1 Budowa układu cyfrowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.2 Informacja w układzie cyfrowym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.2.1 Reprezentacja liczb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.2.2 Reprezentacja znaków . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.2.3 Reprezentacja instrukcji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.3 Elementy układów cyfrowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.3.1 Rejestry przesuwne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.3.2 Specjalne elementy układów cyfrowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.3.3 Przetworniki kodów cyfrowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.3.4 Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.3.5 Pami ci stałe (ROM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
235
237
239
242
244
246
246
249
251
254
257
4.4.4
4.4.5
4.4.6
4.4.7
4.4.3.6 Pami ci zapis /odczyt (RAM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.3.7 Mikroprocesory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Budowa mikrokomputera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.4.1 Architektura i minimalna konfiguracja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.4.2 Magistrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.4.3 Wej cia i wyj cia sygnałowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.4.4 Podstawowe tryby pracy mikrokomputera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Programowanie mikrokomputera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.5.1 Programy u ytkowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.5.2 J zyki programowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.5.3 Rodzaje adresowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.5.4 Listy instrukcji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.5.5 Przykład realizacji prostego programu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Współpraca mikrokomputera z urz dzeniami zewn trznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Przykłady zastosowa mikrokomputerów w urz dzeniach mechatronicznych . . . . .
260
262
264
264
266
269
272
274
275
276
281
283
285
291
300
5 Układy pneumatyczne
5.1 Fizyczne podstawy zachowania spr onego powietrza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.1 Powietrze jako medium robocze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.2 Podstawowe prawa gazowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.3 Rodzaje j parametry przepływu gazu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.4 Parametry charakteryzuj ce stan powietrza roboczego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
308
308
310
310
312
5.2 Budowa układu pneumatycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.1 Układ wytwarzania spr onego powietrza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.2 Układ przygotowania powietrza roboczego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.3 Pneumatyczny układ nap dowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.4 Siłownik pneumatyczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.4.1 Budowa siłownika tłokowego. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.4.2 Budowa siłownika beztłoczyskowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.4.3 Budowa siłownika beztłokowego (muskuł pneumatyczny) . . . . . . . . . . . . .
5.2.4.4 Dane techniczne i symbolika oznacze siłowników pneumatycznych. . . . .
5.2.5 Zawór pneumatyczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.5.1 Budowa zaworu rozdzielaj cego tulejowo-gniazdowego. . . . . . . . . . . . . . .
5.2.5.2 Budowa zaworu rozdzielaj cego suwakowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.5.3 Budowa zaworu rozdzielaj cego talerzowo-gniazdowego . . . . . . . . . . . . .
5.2.5.4 Zawory rozdzielaj ce sterowane bezpo rednio i po rednio . . . . . . . . . . . .
5.2.5.5 Przegl d i budowa zaworów specjalnego przeznaczenia . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.5.6 Dane techniczne i symbolika oznacze zaworów pneumatycznych . . . . . .
314
315
319
320
320
321
322
323
324
327
327
328
329
329
330
332
5.3 Podstawowe układy sterowania siłownikiem pneumatycznym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.1 Dobór siłownika i zaworu rozdzielaj cego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.2 Bezpo rednie sterowanie siłownikiem tłokowym jednostronnego działania . . . . . .
5.3.3 Po rednie sterowanie siłownikiem tłokowym jednostronnego działania . . . . . . . . . .
5.3.4 Bezpo rednie sterowanie siłownikiem tłokowym dwustronnego działania . . . . . . . .
5.3.5 Po rednie sterowanie siłownikiem tłokowym dwustronnego działania . . . . . . . . . . .
5.3.6 Przykłady zastosowa układów sterowania siłownikiem pneumatycznym . . . . . . . .
5.3.6.1 Stanowisko produkcyjne realizuj ce proces monta u przez zagniatanie . . .
5.3.6.2 Stanowisko produkcyjne realizuj ce proces zginania elem. blaszanych . . .
334
334
335
335
336
337
338
338
338
6 Układy hydrauliczne
6.1 Fizyczne podstawy zachowania cieczy pod ci nieniem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.1 Ciecz stoj ca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.2 Ciecz płyn ca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.3 Wytwarzanie ci nienia i przepływu w cieczy . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .
6.1.4 Akumulacja energii w cieczy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.5 Parametry charakteryzuj ce stan cieczy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
340
340
341
342
342
343
6.2 Budowa układu hydraulicznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
6.2.1 Ciecze hydrauliczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
6.2.2 Zasady budowy układu hydraulicznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
6.2.2.1 Budowa otwarta układu hydraulicznego (układ dławieniowy) . . . . . . . . . . . 345
6.2.2.2 Budowa zamkni ta układu hydraulicznego (układ wyporowy) . . . . . . . . . . 346
6.2.3 Siłownik hydrauliczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
6.2.3.1 Budowa siłownika tłokowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
6.2.3.2 Budowa siłownika nurnikowego i teleskopowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
6.2.3.3 Budowa siłowników o ruchu wahadłowym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
6.2.3.4 Dane techniczne i symbolika oznacze siłowników hydraulicznych . . . . . 348
6.2.4 Silniki hydrauliczne-przegl d rozwi za . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
6.2.5 Zawór hydrauliczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
6.2.5.1 Zasady budowy zaworów rozdzielaj cych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
6.2.5.2 Budowa zaworu rozdzielaj cego suwakowego. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
6.2.5.3 Budowa zaworu rozdzielaj cego proporcjonalnego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
6.2.5.4 Budowa serwozaworu rozdzielaj cego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
6.2.5.5 Przegl d i budowa zaworów specjalnego przeznaczenia . . . . . . . . . . . . . . . 353
6.2.5.6 Dane techniczne i symbolika oznacze zaworów hydraulicznych . . . . . . . . 354
6.2.6 Osprz t układu hydraulicznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
6.3 Podstawowe układy sterowania słownikowymi i silnikowymi nap dami hydraulicznymi
6.3.1 Układ pompa i silnik hydrauliczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.2 Dobór siłownika, silnika i zaworu rozdzielaj cego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.3 Sterowanie ró nicowe siłownika tłokowego z jednostronnym tłoczyskiem . . . . . . .
6.3.4 Sterowanie siłownikiem o zmiennym obci eniu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.5 Zabezpieczenie nap du hydraulicznego przed przeci eniem . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.6 Przykłady zastosowa układów sterowania siłownikiem hydraulicznym . . . . . . . . .
6.3.6.1 Hydrauliczna jednostka nap dowo-posuwowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.6.2 Stanowisko produkcyjne z siłownikiem mocuj cym
przedmiot obrabiany i siłownikiem posuwowym narz dzia . . . . . . . . . . . .
6.3.6.3 Warianty współpracy dwóch siłowników w stanowisku
produkcyjnym: synchronizacja działania i wybór pr dko ci ruchu . . . . . . .
355
356
356
357
358
358
358
359
359
359
Skorowidz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
Wykaz firm i instytucji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371