机电一体化设计1绪论

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1、机电一体化系统设计辽宁科技大学高等职业技术学院第一章绪论1.1机电一体化定义1.2机电一体化系统的构成1.3机电一体化的相关技术1.4机电一体化系统设计的目标和方法1.5机电一体化发展趋势机电一体化技术发展概况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”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

2、点是：①mechatronics一词首先在日本被普遍接受，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各国均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

3、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。机电一体化技术发展概况数控机床的问世，写下了“机电一体化”历史的第一页。微电子技术为“机电一体化”带来勃勃生机。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。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。机电一体化技术发展概况1.1机电一体化定义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学机电一体化：Mech

4、atronics(机电一体化,机械电子学,机电学)机电一体化：从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。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。1.1机电一体化定义机电一体化技术：综合运用了机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等数控铣床数控车床典型的机电一体化产品焊接机器人焊接机器人典型的机电一体化产

5、品汽车防抱死系统(ABS)典型的机电一体化产品1.2机电一体化系统的构成位置,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输入设备显示设备1.2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：高效、多功能、节能、可靠、小型、美观2、动力单元提供能量，转换成需要的形式，实现动力功能。要求：效率高、可靠性好1.2机电一体化系统的构成3、检测传感单元检测产品内部状态和外部环境，实现计测功能。要求

6、：体积小、精度高、抗干扰4、电子控制单元存储、分析、运算、决策，实现控制功能。要求：高可靠性、柔性、智能化1.2机电一体化系统的构成5、执行机构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1.2机电一体化系统的构成1.3机电一体化的相关术1机械技术2检测传感技术3信息处理技术4自动控制技术5伺服驱动技术6系统总体技术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。1、机械技术机电一体化产品要求：机械结构更简单、机械功能更强、体积更小、重量更轻、精

7、度更高、刚度更大、动态性能更好。1.3机电一体化的相关术2、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（即变送器）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。1.3机电一体化的相关术3、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。4、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。传感器A/D计算机执行装置D/A1.3机电一体化的相关术5、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

8、动装置驱动装置：各种电动机的驱动电源电路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的结合起来，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1.3机电一体化的相关术1.4机电一体化