机电一体化课件上课讲解.ppt

6、系统总体技术 系统总体技术是一种从整体目标出发，用系统工程的观点和方法，将系统各个功能模块有机的结合起来，以实现整体最优。其重要内容为接口技术。接口包括电气接口、机械接口、人机接口 （第五章信息流的设计） 1.4 共性关键技术 1.6 机电一体化对机械工业的影响 1 提高性能、扩展功能、提高效率 　以数控机床为例，高速的DSP处理器芯片及精确的运动控制算法是实现机床多轴联动曲面异型体工件加工的基础，实现了传统机床永远无法实现的目标，是对机床性能的提高和功能的扩展。 　　　数控加工中心能够实现一次装夹，多工位同时加工，提高了设备的效率。另外，多轴联动的数控机床在模具加工方面也有相当大优势，可以通过程序控制实现模具的批量生产，模具的虚拟加工与调试等。 1.6 机电一体化对机械工业的影响 2 简化结构 3 提高可靠性 　 　　　在提高电子元件质量、可靠性的前提下，机电一体化产品可以提高耐久性，减少故障率。另一方面由于赋予其自动监视诊断功能，并采取安全联锁控制，过载和失控保护、停电保护等对策，提高了设备的安全可靠性。 1.6 机电一体化对机械工业的影响 4 节约能源 　　变频调速技术的广泛应用大大减少了风机、水泵、空调压缩机的能源消耗。 1.6 机电一体化对机械工业的影响 5 操作改善 　　利用计算机软件提供的友好人机界面，可以方便操作人员对机械装备状态的监测、控制。 1.6 机电一体化对机械工业的影响 1.7 机电一体化的发展趋势 1 智能化 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。 人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。 2 标准化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。 1.7 机电一体化的发展趋势 3 网络化 基于网络通信技术的现场总线控制系统已经成为工业自动化系统的发展趋势；各种远程故障监测、诊断与维护系统的发展提高了机电设备的运行可靠性、可控性和可维护性，提高了资源和设备的利用率等；基于“蓝牙”技术的智能家用电器将带来人们生活方式的极大改变。 1.7 机电一体化的发展趋势 4 微型化 微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。 微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。 微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 1.7 机电一体化的发展趋势 5 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485等。（可重构系统） 1.7 机电一体化的发展趋势 机电一体化系统的四视图设计 传统机械主要是由机械结构完成其功能，其设计主要是结构设计，在描述和设计传统机械时，表达机械结构主要采用三视图。而现代机械系统是由计算机信息系统协调控制的机电一体化系统，三视图不足以表达机电一体化系统，采用四视图设计来设计机电一体化系统，包括：功能视图、结构视图、控制视图和信息视图。 机电一体化系统概念设计的四视图 1、 功能视图 所谓功能视图就是对机电一体化系统的基本功能和为实现基本功能的技术原理的描述与设计。 功能视图主要包括以下内容： （1）功能组成图； （2）主功能的功能原理图； （3）形态矩阵图。 （4）进行方案的比较选择，形成优化的技术系统 2、结构视图 结构视