机电一体化绪论(I)

《机电一体化绪论(I)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、机电一体化系统设计机电工程学院何社阳第1章绪论1.1机电一体化基本概念1.2机电一体化发展概况1.3机电一体化系统的构成1.4机电一体化共性关键技术1.5机电一体化系统设计1.6机电一体化对机械工业的影响1.7机电一体化的发展1.8本课程要求和主要参考书1.1基本概念机电一体化：在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。体现了一体化、柔性化及智能化特征。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。机电一体化信息科学机械学电子

2、学机电一体化技术构成和应用领域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。典型的机电一体化产品(系统)有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。机电一体化技术的内容:关键技术有：检测传感、信息处理、伺服驱动、自动控制、机械和系统总体技术等等。数控铣床数控车床焊接机器人汽车防抱死系统(ABS)1.2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

3、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：①日本人把“mechanic”和“electronics”组合在一起发明了“mechatronics”这个单词，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

4、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

5、成位置,速度检测单元电机机械部件位置,速度反馈CNC数控机床伺服系统组成1.3机电一体化系统的构成执行器控制信息电子控制单元动力源检测传感部分机械本体参数变化信息驱动力能量检测参数机电一体化系统的功能结构1、机械本体机身、框架、机械联接等产品支持机构，实现构造功能。要求：可靠、小型、美观、经济2、能源（动力）提供能量，转换成需要的形式，实现动力功能。要求：效率高、可靠性好、经济1.3机电一体化系统的构成3、检测传感装置（传感器检测）检测产品内部状态和外部环境，实现计测功能。要求：体积小、精度高、抗干扰4、电子控制单元（控制与信息处理）处理、运算、决

6、策，实现控制功能。要求：高可靠性、柔性、智能化1.3机电一体化系统的构成5、执行机构（执行元件）包括机械传动与操作机构，接收控制信息，完成要求的动作，实现主功能。要求：高性能、高精度、高效率1.4共性关键技术1检测传感技术2信息处理技术3自动控制技术4伺服驱动技术5机械技术6系统总体技术1、检测传感技术作用：感受器官、反馈环节。研究对象：传感器及其信号检测装置（包括变送器）要求：能快速、精确地获得信息并在相应的应用环境中具有高可靠性。1.4共性关键技术2、信息处理技术主要完成信息的交换、存取、运算、判断和决策等.其主要工具是计算机。传感器A/D计算

7、机D/A执行装置3、控制技术关于软件方面的技术，主要以控制理论为指导，对控制系统设计、仿真、现场调试、可靠运行等。1.4共性关键技术4、伺服驱动技术执行元件种类：电动、液压、气压研究对象：执行元件及其驱动装置驱动装置：各种电动机的驱动电源电路实现机电一体化产品的主功能和构造功能，影响系统的结构、重量、体积、刚性、可靠性等。5、机械技术1.4共性关键技术6、系统总体技术系统总体技术是一种从整体目标出发，用系统工程的观点和方法，将系统各个功能模块有机地结合起来，以实现整体最优。其重要内容为接口技术。接口包括电气接口、机械接口、人机接口。1.4共性关键技

8、术1.5机电一体化系统设计一、市场调研二、总体方案设计三、详细设计四、样机试制与试验五、小批量生产六、大批量生产一、市场调