机电一体化概论于爱兵机电一体化概论4课件教学.pptVIP

第4章 机电一体化技术应用实例 4.1 汽车中的ABS系统 4.2 视频监控系统 4.3 微机电系统 4.4 焊接机器人 4.5 数控机床 4.1 汽车中的ABS系统 当代汽车是一个典型的机电一体化产品 ABS是一种大家熟知的汽车主动安全辅助系统。 ABS的主要功能： （1）在制动过程中，防止车轮被完全抱死； （2）在制动过程中提高汽车稳定性，保证汽车方向的可操纵性； （3）获得最佳的制动效果，缩短制动距离，减少轮胎的磨损。 4.1 汽车中的ABS系统 ABS系统主要包括 3个主要部分 : 轮速传感器 电子控制单元（Electronic control unit，简称ECU） 制动压力调节器 4.1 汽车中的ABS系统 ABS: Anti-lock brake system, 防抱死制动系统 4.1 汽车中的ABS系统 without ABS with ABS 4.1 汽车中的ABS系统 ABS的作用就是控制轮胎的滑移率在15%~20%范围内。 4.1 汽车中的ABS系统 ABS的轮缸制动压力调节循环过程： （1） 增压阶段。 （2）保压阶段。 （3）减压阶段。 4.2 视频监控系统  视频监控（Video surveillance） 4.2 视频监控系统  视频监控（Video surveillance） 4.2 视频监控系统  视频监控（Video surveillance） 4.2 视频监控系统  视频监控系统划分： 第一代--模拟视频监控系统 第二代--数字视频监控系统 第三代--网络视频监控系统。 第二代和第三代视频监控系统可以统称为数字视频监控系统。 4.2 视频监控系统  从机电一体化技术角度，视频监控系统可以分为3个部分： 检测单元 控制单元 执行单元 4.2 视频监控系统  视频动态目标跟踪 智能视频监控系统能够自动对监控场景中的目标进行检测、分类、跟踪，并在此基础上分析和判断目标的行为。 4.3 微机电系统 MEMS-- Microelectromechanical system 一般将特征尺寸在0.01mm~1mm范围的机械称为微型机械 MEMS的主要特征 （1）系统微型化。 （2）系统集成化。 （3）以硅微细加工为基础。 （4）批量生产的成本低。 4.3 微机电系统 完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。 微传感器是将外部的力、热、声、光、化学等信息转化为电信号, 并传给处理电路;处理电路对信号进行放大、转换、计算等处理, 并对微执行器发出指令; 微执行器根据指令对外部发生动作。 4.3 微机电系统 “黑色大黄蜂”---直升机 微型涡喷发动机 4.3 微机电系统 安全气囊系统（SRS，Supplemental restraint system） MEMS加速度传感器 电子控制单元（ECU） 气体发生器和气囊组成 4.4 焊接机器人 4.4 焊接机器人 焊接机器人的系统组成 焊接机器人的系统组成 典型的焊接机器人 焊接机器人的应用 4.5.1 数控机床的发展过程 起动阶段（1953-1979年） 发展应用阶段（1980-1989年） 产业化成熟阶段（1990-1999年） 现代发展阶段（2000年开始） 4.5 数控机床 4.5.2 数控机床的特点 加工精度高，具有稳定的加工质量； 适应性强，灵活性好； 生产效率高，可节省生产准备及辅助时间； 机床自动化程度高，可减轻劳动强度； 有利于进行现代化生产与管理； 对操作人员、维修人员素质、技术要求较高。 4.5 数控机床 4.5.3 数控机床的组成 机床本体是数控机床的主体，用于完成各种切削加工。 输入输出装置主要包括人机交互设备、输入介质、操作面板、通讯接口等。 数控系统（Computer numerical control，CNC）是数控机床的核心. 伺服驱动系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电动机组成。 4.5 数控机床 4.5.3 数控机床的组成 4.5 数控机床 数控车床传动链简图 1-主轴电机 2-主轴编码器 3-回转刀架 4-X轴光电编码器 5-X轴进给电机 6-X轴进给丝杠 7-Z轴进给丝杠 8- Z轴进给电机 9- Z轴光电编码器 10-尾架 11-主轴 4.5.4 数控机床的主轴驱动与控制 4.5 数控机床 1. 主轴驱动 数控机床一般采用两个电动机