第一章 绪论 机电一体化系统设计课件.pptVIP

机电一体化技术与系统 主讲教师：熊小琴 手 机E-mail: 504090399@ 第一章 绪论 第一节 机电一体化的定义 第二节 机电一体化系统的基本功能要素 第三节 机电一体化的相关技术 第四节 机电一体化的目标与发展 第一节 机电一体化的定义 机电一体化术语的来源：最早（1971年）起源于日本。 英文名称：Mechatronics（Mechanics的前半部+Electronics的后半部） 机电一体化的定义：利用电子技术、信息技术（包括传感器、控制、计算机等）使机械柔性化和智能化的技术。 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 机电一体化产品的例子： 典型的机电一体化产品有：数控机床、机器人、汽车电子化产品,柔性制造系统等。 数 控 铣 床 数 控 铣 床 汽车防抱死系统(ABS) 第二节 机电一体化系统的基本功能要素 第二节 机电一体化系统的基本功能要素 机电一体化系统的基本要素之间的关系 第三节 机电一体化的相关技术 1 机械技术（第二章） 2 传感检测技术（第三章） 3 信息处理技术（第五章） 4 自动控制技术（第五章） 5 伺服传动技术（第四章） 第三节 机电一体化的相关技术 第四节 机电一体化的应用目标和发展方向 应用目标： 1、提高精度、扩展功能 今日的数控机床充分发挥计算机的威力，已有可能实时预报包括随机误差在内的机床误差，然后自动校正，从而达到前所未有的精度。采用对阻尼进行预报，一旦接近临界值时就自动调整切削用量，这又可能出现永不颤振的机床，保证很高的生产率和良好的加工表面。 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，过负荷和失控保护、停电对策，提高了设备的安全可靠性。 4、节约能源 例如目前我国各类电风扇年产量在200万台左右，如每台电扇的调速器和定时器(现常用电磁机械式)用电子调速器和定时器代替，估计每台风扇可节电5W以上，全年以用扇100天，每天开扇6h计，则每年可节约用电量600万kW·h，还可节省大批铜材和钢材。 5、操作改善 传统的车削 数控车削 机电一体化的发展方向 1、智能化 人工智能在机电一体化建设中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、网络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。 3、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。国外称其为微机电系统（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。 第四节 机电一体化的应用目标和发展方向 第四节 机电一体化的应用目标和发展方向 第四节 机电一体化的应用目标和发展方向 * * * 考核方式 作业占总成绩的20％； 平时考勤，占总成绩的20％； 期末考试占总成绩的60％。 [主要参考书] 《机电一体化系统设计》，姜培刚、盖玉先主编 ，机械工业出版社，2003 机电一体化 信息学 机械学 电子学 第一节 机电一体化的定义 数控车床 弧焊机器人 点焊机器人 空间机器人 相扑机器人 仿 人 型 机 器 人 基本功能要素： 机械本体、能源部分、 传感检测单元、执行单元、 控制与信息处理单元 能源 1、机械本体(机械装置) 机身、框架、机械联接 等产品支撑机构，实现构造功能。 要求：可靠、小型、美观 2、能源 为执行装置提供能量，并转换成需要的形式，实现动力功能。如电源，液压泵等 要求：效率高、可靠性好 第二节 机电一体化系统的基本功能要素 能源 3、传感检测单元（传感器） 检测机械运动（位移、速度、 位置）和外部环境信息， 实现检测功能。 要求：体积小、精度高、抗干扰性好 4、控制单元（计算机） 处理、运算、决策，实现控制功能。 要求：高可靠性、柔性、智能化 第二节 机电一体化系统的基本功能要素 能源 5、执行单元（