机电一体化系统设计讲稿20120218.ppt

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1、机电一体化系统设计机械工程及自动化专业1概述机电一体化技术机电一体化促进制造业的现代化机械化机械力→人力机械自动化（电气自动化）→机电一体化（机械+微电子+软件）电脑→人脑（繁琐、重复性、无创造性的）药厂自动生产线柔性自动装配线加工中心数控铣床柔性制造系统无人小车机器人装配线焊接机器人（线控编程）加工中心车间立体仓库三坐标测量仪焊接机器人焊接机器人焊接机器人一、机电一体化技术1、机电一体化技术涵义2、机电一体化相关技术3、机电一体化系统构成1.机电一体化技术涵义机电一体化Mechatronics(mechanislect

2、ronics)机电一体化三要素：机械系统（机构）是基础微电子（微处理器CPU）是核心软件是系统控制中心机电一体化的特征：有机械机构、有CPU、有软件（有微机、单片机、PLC等）系统的五个子系统及其功能1计算机（微机）控制功能2执行元件操作功能3机构构造功能4传感器检测功能5动力源动力功能2、机电一体化相关技术机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术、传感器技术、驱动技术、计算机技术、软件技术等多种学科的技术融合在一起，紧密结合在一起。3、机电一体化系统构成机械系统微电子处理系统传感检测系统执行元件系统动力源二、机电一体化

3、促进制造业的现代化柔性制造系统计算机集成制造系统(SIMS)平行工程虚拟设计、制造敏捷制造网络合作设计制造在制造业向全球化、网络化、集成化和智能化加工中心刀具库、夹具库机器人自动小车立体仓库（原料库、成品库）软性制造系统：又称计算机综合制造系统，在这个系统中，集成化的全局效应更为明显。在产品生命周期中，各项作业都已有了其相应的计算机辅助系统，如：（1）计算机辅助设计(CAD)（2）计算机辅助制造(CAM)（3）计算机辅助工艺规划(CAPP)（4）计算机辅助测试(CAT)（5）计算机辅助质量控制(CAQ)计算机集成制造系统

4、就是将技术上的各个单项信息处理和制造企业管理信息系统(如MRP-Ⅱ等)集成在一起，将产品生命周期中所有的有关功能，包括设计、制造、管理、市场等的信息处理全部予以集成。其关键是建立统一的全局产品数据模型和数据管理及共享的机制，以保证正确的信息在正确的时刻以正确的方式传到所需的地方。计算机集成制造系统(ComputerIntegratedMakingSystem，简称CIMS)1、先进制造技术先进制造技术（AMT－AdvancedManufacturingTechnology）先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信

5、息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。2、敏捷制造（AM－AgileManufacturing）敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。3、虚拟制造（VM－VirtualManufacturing）虚拟制造利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、

6、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。4、并行工程（CE－ConcurrentEngineering）并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法。它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求，并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件，虚拟制造技术将是以并行工程为基础的，并

7、行工程的进一步发展就是虚拟制造技术。快速成型机的产品（现代的）平行工程计划开发设计制造包装销售设计工艺制造销售服务开发产品指令产品（传统的）串行工程计算机集成制造系统的进一步发展方向是支持“并行工程”，即力图使那些为产品生命周期各阶段服务的专家尽早地并行工作，从而使全局优化并缩短产品开发周期。当代机械尖端核心技术1、以“数字化”为发展核心信息精确，信息安全，信息容量大。包含了三大部分：以设计为中心的数字制造，以控制为中心的数字制造和以管理为中心的数字制造。2、以“精密化”将成为发展的关键所谓“精密化”，一方面是指对产品、

8、零件的精度要求越来越高。精密加工，细微加工，纳米加工等等。3、突出“极端条件”，是发展的焦点“极”就是极端条件在高温、高压、高湿、强磁场、强腐蚀等等条件下工作的，或有高硬度、大弹性等等要求的，或形体上极大、极小、极厚、极薄、奇形怪状的。4、以“自动化”技术为发展前提“自动化”从自动控制、自动调节、自动补偿、自动辨识等