機(jī)電一體化技術(shù) -課件 項目一

機(jī)電一體化技術(shù)主編

張奇良

魯佳

王紅錦PARTONE項目一機(jī)電一體化概述目錄/CONTENTS任務(wù)一

機(jī)電一體化的基本概念任務(wù)二

機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)任務(wù)三

機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)行業(yè)PPT模板/hangye/PARTONE

任務(wù)一

機(jī)電一體化的基本概念初級機(jī)電一體化高級機(jī)電一體化

初級的機(jī)電一體化產(chǎn)品利用微電子技術(shù)代替或完善機(jī)械產(chǎn)品中的一部分,從而提高產(chǎn)品的性能。

高級的機(jī)電一體化產(chǎn)品則利用機(jī)電一體化技術(shù)使機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自動化、數(shù)字化和智能化,使產(chǎn)品性能實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計算機(jī)科學(xué)為主的多門學(xué)科的基礎(chǔ)上,相互滲透、相互結(jié)合的過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科;機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,采用微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出的新一代產(chǎn)品。

機(jī)電一體化技術(shù)是在機(jī)械產(chǎn)品中的機(jī)構(gòu)主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù),并將機(jī)械裝置、電子設(shè)備及計算機(jī)軟件等有機(jī)結(jié)合起來構(gòu)成的系統(tǒng)總稱。

機(jī)電一體化技術(shù)同時也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的集合,它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù),以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。技術(shù)的研究和開發(fā)產(chǎn)品和系統(tǒng)的特點(diǎn)

包括計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)器人、計算機(jī)輔助設(shè)計/輔助制造系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)和計算機(jī)集成制造系統(tǒng)等。

產(chǎn)品和系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)是機(jī)構(gòu)中所有部分功能共同作用的結(jié)果,這與傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備中機(jī)械與電子系統(tǒng)相對獨(dú)立、分別工作有本質(zhì)的區(qū)別。①使用安全性和

可靠性提高④具有復(fù)合功能且適用面廣②生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高⑤調(diào)整和維護(hù)方便

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展,機(jī)電一體化產(chǎn)品呈現(xiàn)出逐步取代傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品的趨勢。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品相比,機(jī)電一體化產(chǎn)品具有的優(yōu)越性:③使用性能改善31245數(shù)控機(jī)械類

主要產(chǎn)品包括數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、發(fā)動機(jī)自動控制系統(tǒng)及全自動洗衣機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝置。電子設(shè)備類

主要產(chǎn)品包括電火花加工機(jī)床、線切割機(jī)、超聲波加工機(jī)及激光測量儀等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置。機(jī)電結(jié)合類

主要產(chǎn)品包括自動探傷機(jī)、形狀自動識別裝置、CT掃描診斷機(jī)及自動售貨機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置和機(jī)械裝置的有機(jī)結(jié)合。電液伺服類

主要產(chǎn)品為機(jī)電一體化的伺服裝置,如電液伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓驅(qū)動的機(jī)械裝置,控制機(jī)構(gòu)是接收電信號的液壓伺服閥。信息控制類

主要產(chǎn)品包括傳真機(jī)、磁盤存儲器、磁帶錄像機(jī)、錄音機(jī)、復(fù)印機(jī)等。這類產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作由所接收的信息來控制。

機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛。按照機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能,可以將其分成以下5類。PARTTWO任務(wù)二機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)020301

從其結(jié)構(gòu)來看,機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動化、智能化和多功能的特性,而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備5種內(nèi)部功能

即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執(zhí)行功能。實(shí)現(xiàn)這些功能的各個組成部分及其技術(shù)構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品由以下5個部分組成。

機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實(shí)現(xiàn)的。機(jī)械系統(tǒng)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動和連接等機(jī)械部分?？刂萍靶畔卧?/p>

控制及信息單元將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入指令進(jìn)行處理、運(yùn)算和決策,并根據(jù)信息處理結(jié)果,按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令,控制整個系統(tǒng)有目的地運(yùn)行。動力系統(tǒng)

動力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動力功能,驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動作、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。傳感與檢測系統(tǒng)

傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測定的物理量,同時利用檢測系統(tǒng)的功能對這些物理量進(jìn)行測定,為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。PARTTHREE任務(wù)三機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)(1)精密機(jī)械技術(shù)

因?yàn)闄C(jī)電一體化產(chǎn)品的主功能和構(gòu)造功能大都以機(jī)械技術(shù)為主進(jìn)行實(shí)現(xiàn),所以,機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化產(chǎn)品在機(jī)械傳動和控制與電子技術(shù)相互結(jié)合的過程中,對機(jī)械技術(shù)提出了更高的要求,如傳動的精密性和精確度的要求與傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)相比有了很大的提高;在機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)中,新材料、新工藝、新原理及新結(jié)構(gòu)等方面在不斷地發(fā)展和完善,以滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品對縮小體積、減輕重量、提高精度和剛度及改善工作性能等方面的要求。

機(jī)電一體化產(chǎn)品是由多種技術(shù)及相關(guān)的組成部分構(gòu)成的綜合體,而機(jī)電一體化技術(shù)是由多種技術(shù)相互交叉、相互滲透形成的一門綜合性邊緣技術(shù),它所涉及的技術(shù)領(lǐng)域非常廣泛。概括起來,機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)包括以下7個方面。(2)信息處理技術(shù)(3)傳感與檢測技術(shù)

信息處理技術(shù)是指機(jī)電一體化產(chǎn)品在工作過程中,與工作過程有關(guān)的各種參數(shù)和狀態(tài),以及與自動控制有關(guān)的信息交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策分析等。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中,實(shí)現(xiàn)信息處理技術(shù)的主要工具是計算機(jī)。

在機(jī)電一體化產(chǎn)品中,與工作過程有關(guān)的各種參數(shù)、工作狀態(tài)及相應(yīng)信息都要通過傳感器進(jìn)行接收,并通過相應(yīng)的信號檢測裝置進(jìn)行測量,然后送入信息處理裝置以及反饋給控制裝置,以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工作過程的自動控制。(4)自動控制技術(shù)(5)伺服驅(qū)動技術(shù)

機(jī)電一體化產(chǎn)品中的自動控制技術(shù)包括高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、校正、補(bǔ)償?shù)?。機(jī)電一體化產(chǎn)品中自動控制功能的不斷完善,使產(chǎn)品的精度和效率都在迅速提高。

伺服驅(qū)動技術(shù)主要針對機(jī)電一體化產(chǎn)品中的執(zhí)行元件和驅(qū)動裝置設(shè)計中的技術(shù)問題,伺服驅(qū)動技術(shù)直接影響著機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能執(zhí)行和操作,對產(chǎn)品的動態(tài)性能、穩(wěn)定性能、操作精度及控制質(zhì)量等具有決定性的影響。(6)接口技術(shù)(7)系統(tǒng)總體技術(shù)

機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子、信息等性能各異的技術(shù)融為一體的綜合系統(tǒng),其構(gòu)成要素和子系統(tǒng)之間的接口極其重