第一章 概论

《第一章 概论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机电一体化系统设计第一章。机电一体化概念一.机电一体化的基本概念最早出现在1971年日本的<机械设计>杂志副刊上,后来随着机电一体化的发展而被广泛引用机电一体化的含义日本<<机械振兴协会经济研究所>>于1981年提出的解释:“机电一体化乃是机械的主功能、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.”课程介绍第一章概论第二章。机械系统部件的选择与设计第三章。执行元件的选择与设计*第四章。微机控制系统的选择及接口设计第五章。机电一体化系统的元、部件的特性第六章。计算机数字控制程序编制基础机电一体化是一种崭新的学术思想按照机电一体

2、化思想，凡是由各种现代高新技术与机械和电子技术相互结合而形成的各种技术、产品（或系统）都应属于机电一体化的范畴.二.机电一体化技术的发展由于大规模集成电路和超大规模集成电路的出现，特别是微型电子计算机的空前发展，促进了机械技术和电子技术相互交叉和相互渗透，并使机械技术和电子技术在系统论、信息论和控制论的基础上有机地结合起来，形成今天的机电一体化技术。直到70年代初，日本人对机电一体化的长期实践和最新应用成果加以系统的概括和总结，才形成一个比较完整的机电一体化概念。此后由于大规模集成电路技术和微型计算机技术的迅速发展，使得机电结合的形式更加灵活，内容更加丰富，应用更加广泛，因而在以机械

3、工业为主的传统产业中引发了一场大规模的机电一体化技术革命。三.机电一体化系统的基本构成机电一体化系统由1.机电一体化系统的构成机械系统（机构）电子信息处理系统（计算机）动力系统（动力源）传感检测系统（传感器）执行元件系统（驱动器）五个系统组成系统的基本构成（全闭环系统）系统的基本构成（半闭环系统）2。机电一体化系统的功能构成机电一体化系统是由若干具有特定功能的机械与微电子要素组成的有机整体，具有满足人们使用要求的功能。根据不同的使用目的，要求系统能对输入的物质、能量和信息进行某种处理，输出所需要的物质、能量和信息。因此，机电一体化系统必须具有以下三大“目的功能”。三大“目的功能”1。

4、变换功能（加工、处理）2。传递功能（移动、输送）3。储存功能（保持、积蓄、记录）系统的目的功能工作机以物料搬运、加工为主，输入物质（原料、毛坯）、能量（电能、液能、气能）和信息（操作、控制指令），经过加工处理，主要输出改变位置与形态的物质，将这种系统称工作机。例如：各种机床、交通运输机械、食品加工机械、起重机械、纺织机械、印刷机械等。以能量转换为主，输入能量和信息，输出不同能量的系统（或产品），称动力机。其中输出机械能的为原动机，例如电动机、水轮机、内燃机。以信息处理为主，输入信息和能量，主要输出某种信息（如数据、图像、文字、声音等）的系统（或产品），称信息机。例如各种仪器、仪表、计

5、算机打印机、传真机等。不管是哪类系统（产品），其系统内部必须具备五种内部功能。主功能：对物质、能量、信息相互结合进行变换、传递、储存。动力功能：向系统提供动力、让系统得以运转。计测功能：控制功能：构造功能：使构成系统的子系统及元、部件维持所定的时间和空间上的相互关系所必须的功能。系统的五种内部功能根据系统内部信息和外部信息对整个系统进行控制，使系统正常运转。机电一体化系统内部功能构成CNC机床的内部功能构成人体五大要素极其功能的对应关系3。机电一体化基本结构要素机电一体化产品的组成要素及其功能的对应关系机电一体化系统五大要素实例#机电一体化系统产品要素功能人体要素控制器（计算机等）控

6、制（信息储存、处理、传送）头脑检测传感器计测（信息收集与变换）感官执行元件驱动（操作）肌肉动力源提供动力（能量）内脏机构构造骨骼1。机械系统（机械本体）包括机身、框架、机械连接等在内的产品支持结构，属于基础部分，实现产品的构造功能。2。动力源向系统提供能量，并将输入的能量转换成需要的形式，实现动力功能。3。检测与传感装置包括各种传感器极其信号检测电路，用于对产品运行时的内部状态和外部环境进行检测，提供运行控制所需的各种信息，实现计测功能。4。控制与信息处理装置根据产品的功能和性能要求以及传感器的反馈信息，进行处理、运算和决策，对产品运行施以相应的控制，实现控制功能。