机械电子学第一章概论.ppt

机电一体化设计基础 吉林大学珠海学院机电工程系 苏 江 28学时理论+4学时实验 平时出勤作业30%+实验10%+ 期末考试60% 1.1 基本概念 1.2 机电一体化的出现原因及发展概况 1.3 机电一体化系统的构成 1.4 机电一体化产品分类 1.5 机电一体化共性关键技术 1.6 机电一体化产品设计步骤 1.7 机电一体化对机械工业的影响 1.8 机电一体化的发展趋势 1.9 怎样正确应用机电一体化技术（了解） 1.10 正确应用机电一体化技术的评判标准（了解） 1.1 基本概念 “机电一体化”一词的英文名词是“Mechatronics”,它是取Mechanics（机械学）的前半部分和Electronics（电子学）的后半部分拼合而成的。 最早出现在1971年日本的《机械设计》杂志副刊上 由于日本人用日语汉字機電一體化来表示这个组合词，因此在中文中常把这个组合词译为机电一体化（也称为机械电子工程\学） 机电一体化：从系统的观点出发，将机械技术 、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学。 机电一体化不是机械 与电子简单的叠加，而 是在信息论、控制论和 系统论的基础上建立起 来的应用技术 “Mechatronics” is a term coined by the Japanese to describe the integration of mechanical and electronic engineering. The concept may seem to be anything but new, since we can all look around us and see a myriad of products that utilize both mechanical and electronic disciplines. 教学目的： 建立概念－什么是机电一体化； 开阔眼界－机电一体化技术是怎样应用的； 掌握思想方法－机电一体化技术应该怎样应用。 数 控 铣 床 汽车防抱死系统(ABS) 1.2 机电一体化的出现原因及发展概况 一、出现原因 1、市场对产品的需求 1）某些产品的功能开发受到制约 2）缩短产品研制周期，提高产品质量 3）针对多品种、中小批量产品的生产 2、科学技术发展的必然结果 二、发展概况 1. 20世纪60年代前为第一阶段，“萌芽阶段” 工程师们自觉或者不自觉地把机械产品和电子技术相结 合，以提高机械产品的性能。但是由于电子技术的发展相对 落后，使得机械与电子的结合还没有得到广泛的应用。 2. 70年代到80年代为第二阶段，“蓬勃发展阶段” 计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体 化的发展奠定了技术基础这个时期的特点是： ①mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认； ②机电一体化技术和产品得到了极大发展； ③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。 3.90年代后期开始为第三阶段，“智能化阶段” ① 光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支； ② 对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。 ③ 由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。 1. 数控机床的问世，写下了“机电一体化”历史的第一页。2. 微电子技术为“机电一体化‘’带来勃勃生机。 3. 可编程序控制器、”电力电子“等的发展为”机电一体化“提供了坚强基础。 4. 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使”机电一体化“跃上新台阶。 1.3 机电一体化系统的构成 1.3 机电一体化系统的构成 1.3 机电一体化系统的构成 五种内部功能： 主功能 动力功能 计测功能 控制功能 构造功能 机电一体化一般包含机电一体化产品(系统)和机电一体化技术两层含义。 机电一体化技术的应用对象主要为机电一体化产品和机电一体化（制造）系统。 机电一体化产品是指采用机械装置、电子装置或计算机等组合而成的产品，其主要目的是提高产品性能、增加产品的功能、减小产品的外形尺寸。 典型的机电一体化产品