机电一体化概论 1资料.ppt

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1、机电一体化系统概论贾茜工业中心第1章绪论1.1机电一体化的概念1.2机电一体化的组成1.3机电一体化的应用实例1.4机电一体化的发展1.5本课程的学习方法1.1机电一体化的概念“机电一体化”的英文“Mechatronics”,它是取自Mechanics（机械学）的前半部分和Electronics（电子学）的后半部分组合在一起而创造出来的。最早出现在1971年日本的《机械设计》杂志的副刊上，后来随着机电一体化技术的发展而被广泛用1.1.1机电一体化的定义日本1）学者渡边茂提出：机电一体化是机械工程中采用微电子技术的体现。2）法纳克公司的小岛利

2、夫认为：机电一体化是机械学与电子学有机结合而提供的更为优越的一种技术。3）1983年，日本机械振兴协会经济研究所提出：机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息与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。该定义被大家普遍接受。美国1996年，美国电气和电子工程师学会/机械工程协会（IEEE/ASME）把机电一体化定义为：在工业产品和过程的设计和制造中，机械工程和电子与智能计算机控制的协同集成。中国1）广义上：机械工程与电子工程相结合的技术，以及应用这些技术的机械电子装置。2）狭义上：机械的电子化或

3、者电子机械工程以上说法角度不同，侧重点不同，但都强调机与电的有机结合的思想。机电一体化技术是一门跨学科的综合性技术,是一门独立的交叉学科。机电一体化是动力、传动、控制、信息等技术有机结合的系统集成。简单地说，机电一体化就是机械技术与电子技术相结合的产物，是机械装置与电子装置的软硬件集成。原来仅由机械机构实现运动的装置，通过与电子技术相结合来实现同样运动的新装置。发条式钟表->石英钟表手动照相机->自动照相机机械水龙头->电子感应水龙头机械调速器->电子调速器原来由人来判断和操作的设备，变为由机器进行判断实现无人操作的设备。售货员->自动售货

4、机出纳员->自动柜员机(ATM)售票员->IC卡读卡机检票员->自动检票机加油员->自动加油机原来由人工值守操作，改为按照程序实现灵活运动的设备。人工电话接转->程控电话普通机床->数控机床现代化的自动生产设备几乎都是机电一体化的设备。机电一体化技术使冷冰冰的机器有了人性化、智能化。机电一体化的应用人们生活的吃、穿、住、用、行都离不开机电一体化。采棉机机电一体化技术在制造业的应用从一般的数控机床、机械手，发展到智能机器人、柔性制造系统(FMS)、无人生产车间和将设计、制造、销售、管理集于一体的计算机集成制造系统(CIMS)。机电一体化技术是

5、其他高新技术发展的基础,机电一体化的发展依赖于其他相关技术的发展。1.1.2机电一体化的分类1.按产品的功能原理:（1）数控机械类<数控机床>（机械装置）（2）电子设备类<电子血压计>（电子装置）（3）机电结合类（机械、电子相结合）（4）电液伺服类<电梯>（液压驱动的机械装置）（5）信息控制类<复印机>(动作由所接收的信息控制)2.按产品技术的系统化程度:（1）大型成套设备（2）数控机械（3）仪器仪表（4）办公自动化系统3.按产品的服务对象领域:工业生产类、运输包装类、储存销售类、社会服务类、家庭日用类、科研仪器类、国防武器类

6、等。4.按机电技术的结合程度:（1）功能附加型（2）功能替代型（3）机电融合型1.1.3机电一体化的特点结构简单，操作方便速度快、精度高可靠性高柔性好1.2机电一体化的组成并非有了电气电子之后才发展了控制技术。机械传动机构发明应用的同时，控制技术就产生了，如:漏壶、指南车等。单只及多级漏壶指南车机械/气动/液压传动与控制机械传动与控制现代系统早期系统早期的电气控制就是在电路当中增加了电器开关或继电器等，来控制电机或液压、气动元件的电路，使其产生相应的动作。1.2.1机电一体化系统的基本组成及功能(1)机械单元包括机械传动装置和机械结构装置，

7、相当于人体的运动器官。主要功能：使系统各组成单元、零部件按照一定的空间和时间关系安装在一定位置上，并保持特定的关系。(2)检测单元包括各类传感器、变送器，相当于人体的感觉器官。主要功能：对系统所需的本身和外界的参数及状态进行检查，送给控制单元。(3)控制单元包括微型计算机、PLC、逻辑电路、接口等，是机电一体化系统的核心部分，相当于人体的大脑。主要功能：采集传感器数据，对外部输入信息进行存储、分析、判断、决策，根据处理结果向执行元件及驱动单元发送控制指令，实现人机交互。(4)伺服与驱动单元包括伺服元件及其驱动，相当于人体的肌肉。主要功能：根

8、据控制信息和指令完成要求的动作，一般可采用位置、速度和力矩三种控制方式。接口是控制单元与外部设备的连接元件，是控制单元与外部设备进行信息交换的中转站。主要功能：执行控制单元命令、