机电一体化系统设计魏天路倪依纯第1章绪论课件教学.pptVIP

PPT研究院 POWERPOINT ACADEMY * * 第1章　绪　　论 1.1　机电一体化技术的产生1.2　机电一体化系统的基本结构要素1.3　机电一体化系统的设计要求 1.1　机电一体化技术的产生 1.1.1　机电一体化技术的发展史微电子技术和自动化技术迅速发展，并不断向机械工业领域渗透，便形成了一个新的学科领域——机电一体化技术。1.1.2　机电一体化产品技术特征及分类机电一体化产品是把机械部分与电子部分有机结合，从系统的观点使其达到最优化。1)机械技术、电子技术、信息技术和液压技术等有机结合。2)在一个系统中不同子系统在空间上的集成。3)柔性化、智能化和自动化使机电一体化产品能够灵活地满足各种要求，适应各种环境。4)机电一体化系统的内部运行机制是隐蔽的。5)产品中包含微处理器，其潜在功能可继续增加。 1.1　机电一体化技术的产生 1)在原有的机械本体上采用电子控制设备实现高性能和多功能。2)用电子设备局部置换机械控制结构。3)在信息机器中与电子设备有机结合的产品。4)在检测系统中与电子设备有机结合的产品。5)用电子设备全面置换机械机构的信息处理产品。6)利用电子设备替换机械本体工作的产品。1.1.3　研究机电一体化技术的重要性机电一体化技术的产生，是对传统机械工业的一次革命，为机械产品注入了新的内涵，其技术上的先进性、创新性和可靠性满足了人们在生产生活中的需要。1.1.4　机电一体化技术的发展方向 1.1　机电一体化技术的产生 根据人类活动的需要和机电一体化技术的特点，日本的渡边茂先生提出了该技术的发展方向：1)复合法。2)小型化和轻型化。3)高速化和精准化。4)智能化。5)系统化。 1.2　机电一体化系统的基本结构要素 1.2.1　机电一体化系统的构成要素一个较为完善的机电一体化系统主要由以下5个子系统构成(见图1?1a)：1)机械子系统。2)电子信息处理子系统。 图1-1　机电一体化系统的构成要素和功能a)构成要素　b)功能 1.2　机电一体化系统的基本结构要素 3)动力子系统。 4)传感检测子系统。5)执行机构子系统。1.2.2　机电一体化系统相关技术机电一体化技术主要包括软件和硬件两方面。1.机械技术　机械技术是机电一体化系统的基础，在机电一体化产品中，它不再是单一地完成系统间的连接，必须从系统的结构、重量、体积、刚性、可靠性能及通用性等几个方面加以改进，使机电一体化产品结构合理、重量减轻、刚性提高，具有高的可靠性，实现产品的通用化、标准化、系列化，提高产品的可维修性，为机电一体化产品提供坚实的基础。 1.2　机电一体化系统的基本结构要素 2.传感检测技术　传感检测技术是机电一体化的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键性环节，它的功能越强，系统的自动化程度就越高。 图1-2　机电一体化系统数控机床的构成要素实例 1.2　机电一体化系统的基本结构要素 3.信息处理技术　信息处理技术包括信息的交换、存取、运算、判断和决策，主要设备是计算机或可编程序控制器及与其配套的I/O设备、显示器和外部存储器。4.伺服驱动技术　驱动技术按动力源可分为电动、液压和汽动3种，常见伺服驱动有电液马达、脉冲液压缸、步进电机和交直流伺服电动机，目前存在功能可靠性和减小体积等问题。5.系统技术　系统技术就是以整体的概念组织应用各种相关技术，从系统目标出发，将整体分解成相互关联的若干功能子系统，以子系统进行一次分解，生成功能更为单一的、具体的功能单元，直到找出一个最佳、可行的技术方案。1)机械接口。2)物理接口。 1.2　机电一体化系统的基本结构要素 3)环境接口。4)信息接口。1)零接口。2)无源接口。3)有源接口。4)智能接口。6.自动控制技术　自动控制技术主要包括基本控制理论、自动控制设计及计算机系统仿真及研制等。7.软件技术　软件技术必须与硬件协调发展，在满足系统要求的同时，必须降低成本及提高软件的通用性。 1.3　机电一体化系统的设计要求 1.3.1　设计原则 图1-3　机电一体化设计流程图 1.3　机电一体化系统的设计要求 1.3.2　设计步骤与方法 1.设计步骤　设计过程一般分为总体系统设计、部装(子系统)设计和零件(单元)设计3个阶段。1)明确设计思想。2)分析综合要求。3)划分各子系统。4)确定设计参数。5)调研。6)拟定总体方案。7)方案优化。8)编写总体设计证书。2.设计方法　常用的机电一体化设计方法有机电互补法、融合法和组合法3种。 1.3　机电一体化系统的设计要求 1)机电互补法。2)融合法。3)组合法。1.简述研究机电一体化技术的重要性。2.简述机电一体化技术的构成要素。3.简述机电一体化技术的设