(机电一体化技术课件)第一章绪论.ppt

1）数控机械类———— 执行机构是机械装置 数控机床 工业机器人 全 自 动 洗 衣 机 发动机控制系统 2）电子设备类———— 执行机构是电子装置 电火花机床 超 声 波 机 械 激光测距仪 线切割机床 自 动 探 伤 机、状 态 识 别 装 置、CT 扫 描 仪 3）机电结合类———— 执行机构是机械与电子装置有机结合 数 控 机 床 工 业 机 器 人 我们最熟悉的家用电器：电子相机到数码相机（理光） （从测光、测距、调光、调焦、曝光、卷片倒片、闪光及其他附件的控制） 全自动洗衣机 微 波 炉 多功能喷墨一体机 打印机+扫描仪 办公自动化（电脑设备） 打印机 扫描仪 （3）最优化的机电一体化设计方法 突出体现： 1）当产品的某一功能单靠某一种技术无法实现时，必须进行机械与电子及其它多种技术有机结合的一体化设计； 2）当产品的某一功能有多种可行的技术方案时， 必须应用机电 一体化技术对 各种技术方案 进行分析和评 价。 电 脑 绣 花 机 3．机电一体化的特点和范畴（1） （1)特点 从机电一体化的定义和技术体系可以看出如下特点： 机器的精密定位 传统机械技术————通过提高齿轮和丝杆螺母等穿传动机构的加工和安装精度实现，定位精度受机械传动精度限制 机电一体化————用传感器实时地对定位误差进行检测，把误差信号反馈给具有误差处理能力的控制器，利用控制手段对定位误差进行修正和补偿，达到提高精度。 1）机电 有机结合 机电一体化是机械技术和电子技术有机结合的的高级技术。例如： 3．机电一体化的特点和范畴（2） 2） 计算机信息处理 计算机硬件和软件共同组成的信息处理系统是机电一体化不可缺少的部分。 例如： CNC（计算机控制的数控机床），一种典型的 机电一体化产品。 CNC数控机床的CNC数控系统是其进行信息处 理的核心： 其作用： A）实现闭环控制和软件插补，并具有很强的自诊断功能； B）实现逻辑控制 C）系统设置有标准的数据传送通道和接口，可与上位计算机联机，进行程序传输和管理，控制信息通信，以便于纳入计算机集成制造系统网络。 利用控制手段对定位误差进行修正和补偿，达到提高精度 3．机电一体化的特点和范畴（3） 3） 系统工程的方法 系统工程的观点和方法是机电一体化的基本方法。 系统是典型的高新技术的。 比较复杂的工程系统，具有系统的 集合性（整体性）、关联性、目的性和相对性等四个基本属性。 因此，设计开发机电一体化系统，一开始就要运用系统工程的观点和方法来进行分析。 3．机电一体化的特点和范畴（4） （2）范畴 1） 在工程技术（学科谱系）中，机电一体化属于机械工程的范畴，是机械工程中新兴的一个学科 2） 按前面的分析，凡是由各种现代高新技术与机械和电子技术相结合而形成的各种技术、产品或系统都属于机电一体化的范畴 如：CNC机床，MC（加工中心），FMS（柔性制 造系统），CIMS（计算机集成制造系统）以及自动化生产工程等都属于机电一体化的范畴。 1．3 机电一体化系统的功能构成和组成要素 功能构成 组成要素 1．机电一体化系统的功能构成（1） 1．机电一体化系统的功能构成（2） （1）切削加工是CNC机床的主功能； （2）电源通过电机驱动机床，实现动力功能； （3）位置检测和CNC装置分别实现计测功能和控制功能，其作用是实时检测机床内部和外部信息，据此对机床实施相应的控制。 （4）机械结构————结构功能，使机床各功能部件保持规定的相互位置关系。 传统的机械产品一般不完全具备以上5大内部功能。可见，机电一体化产品功能齐全； 而实现其功能的形式更灵活，技术更先进，效果更好。 2．机电一体化系统的组成要素（1） 2．机电一体化系统的组成要素（2） 1．4 机电一体化系统的共性关键技术 （精密）机械技术 计算机和信息处理技术 检测与传感技术 自动控制技术 伺服驱动技术 系统总体技术 机电一体化系统的共性关键技术 1. （精密）机械技术(1) 机械技术是一门历史最久的应用技 术，是各个技术领域的基础，有一整套 完整的理论和实践规范。 1. （精密）机械技术(2) 机电一体化产品机械方面的要求： （1）为了充分发挥机电一体化产品的优点。必须使其机械本体