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机电一体化课程总结

课程总结

一、机电一体化的基本概念机电一体化是在以机械、电子技

术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐

形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是

在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的

新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的

综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息

处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系

统总体技术基础之上的一种高新技术。与传统的机电产品相比，

机电一体化产品具有下述优越性。

（一）使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具

有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，

遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措

施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。

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（二）生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有

信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以

及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机

械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操

作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量

和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动

化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床对工件的加工稳定

性大大提高，生产效率比普通机床提高5～6倍。

（三）使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和

数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并

且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步

由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机

电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随

机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。（四）具有复合功

能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单

功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动

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化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补

偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应

用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。例

如，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通

过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使其

应用范围大为扩大。

（五）调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时，可

通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象

的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段

输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任

何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品，可以事先

存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给

定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机

电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现

的故障自动采取措施，使工作恢复正常。

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机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到工业生

产过程的所有领域，因此，机电一体化产品的种类很多，而且还

在不断地增加。按照机电一体化产品的功能，可以将其分成下述

几类。

①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控

制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械

装置。

②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、

超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为

电子装置。

③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装

置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机

构为电子装置和机械装置的有机结合。

④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置，如电

子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动

的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。⑤信息控制

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类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、

复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信

息类信号来控制。除此之外，机电一体化产品还可根据机