最新01第一章-机电一体化系统设计-绪论教学讲义ppt课件
合集下载
机电一体化 完整ppt课件
2.机电技术完全融合形成新型机电一体化产品
生产机械中的激光快速成形机；信息机械中的传真机、打印机、复印机；检测机 械中的CT（计算机断层扫描诊断装置）扫描诊断仪、扫描隧道显微镜等。
精选PPT课件
7
C650卧式车床外形图 1— 主轴变速箱 2—溜板与刀架 3—尾座 4—床身 5—丝杠
6—光杠 7—溜板箱 8—进给箱 9—挂轮箱
精选PPT课件
8
精选PPT课件
9
效益分析
精选PPT课件
10
第二节 机电一体化构成要素件
11
精选PPT课件
12
精选PPT课件
13
精选PPT课件
14
二、相关技术
1. 机械技术
2.
机电一体化的机械产品与传统的机械产品的
区别在于：机械结构更简单、机械功能更强、性
1 23 4
图7-18 双螺母垫片调隙式结构 1、2-单螺母 3-螺母座 4-调整垫片
精选PPT课件
37
(b)螺纹调隙式（图7-20）其中一 个螺母的外端有凸缘而另一个螺母 的外端没有凸缘而制有螺纹，它伸 出套筒外，并用两个圆螺母固定着。 旋转圆螺母时，即可消除间隙，并 产生预拉紧力，调整好后再用另一 个圆螺母把它锁紧。
3）运动平稳，无爬行现象，传动精度高。
4）运动具有可逆性，可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运 动，即丝杠和螺母都可以作为主动件。
5）磨损小，使用寿命长。
6）制造工艺复杂。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度也要求高，故 制造成本高。
7）不能自锁。特别是对于垂直丝杠，由于自重惯力的作用，下降时当传动切断后，不 能立刻停止运动，故常需添加制动装置。
生产机械中的激光快速成形机；信息机械中的传真机、打印机、复印机；检测机 械中的CT（计算机断层扫描诊断装置）扫描诊断仪、扫描隧道显微镜等。
精选PPT课件
7
C650卧式车床外形图 1— 主轴变速箱 2—溜板与刀架 3—尾座 4—床身 5—丝杠
6—光杠 7—溜板箱 8—进给箱 9—挂轮箱
精选PPT课件
8
精选PPT课件
9
效益分析
精选PPT课件
10
第二节 机电一体化构成要素件
11
精选PPT课件
12
精选PPT课件
13
精选PPT课件
14
二、相关技术
1. 机械技术
2.
机电一体化的机械产品与传统的机械产品的
区别在于：机械结构更简单、机械功能更强、性
1 23 4
图7-18 双螺母垫片调隙式结构 1、2-单螺母 3-螺母座 4-调整垫片
精选PPT课件
37
(b)螺纹调隙式（图7-20）其中一 个螺母的外端有凸缘而另一个螺母 的外端没有凸缘而制有螺纹，它伸 出套筒外，并用两个圆螺母固定着。 旋转圆螺母时，即可消除间隙，并 产生预拉紧力，调整好后再用另一 个圆螺母把它锁紧。
3）运动平稳，无爬行现象，传动精度高。
4）运动具有可逆性，可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运 动，即丝杠和螺母都可以作为主动件。
5）磨损小，使用寿命长。
6）制造工艺复杂。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度也要求高，故 制造成本高。
7）不能自锁。特别是对于垂直丝杠，由于自重惯力的作用，下降时当传动切断后，不 能立刻停止运动，故常需添加制动装置。
机电一体化系统设计ppt课件
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
3、有源接口：含有有源要素，可以主动进 行匹配的接口。如电磁离合器、放大器、 光电耦合器等
4、智能接口：带有微处理器，可以进行程 序编制或可适应性地改变接口条件。如自 动变速装置、通用输入/输出集成电路， STD总线等
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
1.2.2 机电一体化系统的功能构成
构成功能的目的：处理工业三大要素 信息、能量、物质 功能构成
1、变换（加工、处理）功能 2、传递（移动、输送）功能 3、储存（保持、积蓄、记录）功能
2.2机电一体化系统设计与现代设计方法
设计程序 ①明确设计思想 ②分析综合要求 ③划分功能模块 ④决定性能参数 ⑤调研类似产品 ⑥拟定总体方案 ⑦方案对比定型 ⑧编写总体设计论证书
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
3、信息接口：受规格、标准、法律、语言、 符号等逻辑、软件约束的接口。如RS232， GB，ISO，ASCII，FORTRAN，C++等
4、环境接口：对周围环境条件（温度、湿 度、磁场、振动、水、气、灰、火、放射） 有保护作用的接口。如防尘接头，防水开 关等
机电一体化系统设计课件(本科1～3章)
应用领域
机电一体化系统在各个领域中的应用。
机电一体化系统的建模和仿真
1
建模方法和工具
机电一体化系统建模的常用方法和工具。
2
仿真原理和步骤
机电一体化系统仿真的基本原理和步骤。
机电一体化系统的控制策略
开环控制和闭环控制
介绍机电一体化系统中开环控制和闭环控制的基本 概念。
常用控制策略
概述机电一体化系统中常用的控制策略。
机电一体化系统的优化设计
1
机电一体化系统的优化
探讨机电一体化系统的优化设计。
机电一体化系统设计课件 (本科1～3章)
本课件将介绍机电一体化系统设计的概念、构成和特点，以及应用领域。还 将探讨机电一体化系统的建模、仿真、控制策略和优化设计。
课程介绍
1 定义与概念
机电一体化系统设计的含义和基本概念。
2 目标与学习内容
本课程的学习目标和内容。
机电一体化系统
绪论机电一体化系统设计冯浩PPT课件
机床的智能化就是重要应用。 “智能化”是在控制理论的基础上，吸收人工智
能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、
新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求
得到更高的控制目标。
第12页/共29页
2 网络化 • 随着计算机的发展，网络技术也得到巨大发展，在此基础上我们希
第24页/共29页
数 控 铣 床
第25页/共29页
数控车床
第26页/共29页
焊接机器人
第27页/共29页
• 汽车防抱死系统(ABS)
第28页/共29页
谢谢您的观看！
第29页/共29页
第20页/共29页
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
第21页/共29页
• 机电一体化系统的五个组成要素之间并非彼此无关或者简单拼凑在一起，而是在 工作中它们要各司其职，互相补充、互相协调，共同完成规定任务。
术开辟了发展的广阔天地。
第10页/共29页
机电一体化技术的发展趋势
• 机电一体化技术的发展必须依赖并促进相关技术的发展，同时也必然与社会的发展结合。机电一体化技术 正在向智能化、网络化、微型化和系统化发展。
第11页/共29页
• 1 智能化
•
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。机器人与数控
得到提到。如电子秤、数显量具、全自动洗衣机。 • 功能替代型产品的主要特征：采用微电子技术及装置取代原产品中的机械控制功能、信息处理功能或主功
能，是产品结构简化、性能提高、柔性增强。如电子缝纫机、电子石英钟。
机电一体化-第一章-机电一体化系统设计基础知识PPT课件
三、 机电一体化系统设计中的关键技术
1. 传感器技术是机电一体化的关键性技术。机电一体化系统或产品的柔
性化、功能化和智能化都与传感器的品种多少，性能好坏，结构尺寸 密切相关。传感器技术自身就是一门多学科、知识密集的应用技术。
上一页 下一页 返回
2. 信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、运算、存储及输出技术。
1. (1) 设计目的与需求分析。 (2) ① 根据设计的机电一体化系统（或产品）分解成子系统具体阐述本
② ③ ④ (3) 经济效益与社会效益预测。 从本项目设计研究的应用和市场需求量，进行价值评估或经济效益预
上一页 下一页 返回
(4) 机电系统设计实施途径。 根据所设计的机电一体化系统（或产品）的内容，分解为单元系统说
2. (1) (2) 设计机电系统依据的文件名称；批准文件的部门名称及批准日期；
(3) (4) 设计中必须进行的科研和其他工作的论证要求。
上一页 下一页 返回
(5) ① ② ③ 对产品寿命、可靠性、准确度、稳定性和维护方便性方面的要求；
④ 对生产和使用的工艺性要求。根据这些工艺性要求，产品的制造、 使用和维修有可能以短时间、低消耗、高效率达到所要求的质量指标；
2. (1) 整体性原则。也就是说要把机电系统当作一个整体，应具有整体
大于它的各部分的总和的思想，这就准确地反映了整体性原则的本质。 (2) 综合性原则。任何机电系统都具有多方面的特性，涉及多方面的
技术知识 。 (3) 科学性原则。在处理设计问题时应按照科学的顺序和步骤进行，
环环相扣，并不断通过信息反馈加以分析检查改进，且尽量使用定量 方法。
6. 在机电一体化系统设计中，无论采用何种现代化的设计方法，选择最
先进的高科技系统单元，对于任何一种机电产品既可能产生机械故障， 又可能产生电子故障，计算机软件问题。
1. 传感器技术是机电一体化的关键性技术。机电一体化系统或产品的柔
性化、功能化和智能化都与传感器的品种多少，性能好坏，结构尺寸 密切相关。传感器技术自身就是一门多学科、知识密集的应用技术。
上一页 下一页 返回
2. 信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、运算、存储及输出技术。
1. (1) 设计目的与需求分析。 (2) ① 根据设计的机电一体化系统（或产品）分解成子系统具体阐述本
② ③ ④ (3) 经济效益与社会效益预测。 从本项目设计研究的应用和市场需求量，进行价值评估或经济效益预
上一页 下一页 返回
(4) 机电系统设计实施途径。 根据所设计的机电一体化系统（或产品）的内容，分解为单元系统说
2. (1) (2) 设计机电系统依据的文件名称；批准文件的部门名称及批准日期；
(3) (4) 设计中必须进行的科研和其他工作的论证要求。
上一页 下一页 返回
(5) ① ② ③ 对产品寿命、可靠性、准确度、稳定性和维护方便性方面的要求；
④ 对生产和使用的工艺性要求。根据这些工艺性要求，产品的制造、 使用和维修有可能以短时间、低消耗、高效率达到所要求的质量指标；
2. (1) 整体性原则。也就是说要把机电系统当作一个整体，应具有整体
大于它的各部分的总和的思想，这就准确地反映了整体性原则的本质。 (2) 综合性原则。任何机电系统都具有多方面的特性，涉及多方面的
技术知识 。 (3) 科学性原则。在处理设计问题时应按照科学的顺序和步骤进行，
环环相扣，并不断通过信息反馈加以分析检查改进，且尽量使用定量 方法。
6. 在机电一体化系统设计中，无论采用何种现代化的设计方法，选择最
先进的高科技系统单元，对于任何一种机电产品既可能产生机械故障， 又可能产生电子故障，计算机软件问题。
机电一体化系统设计-概论ppt课件
精选PPT课件
30
机电一体化产品根据结构和电子技术与计 算机技术在系统中的作用可以分为三类：
• （1）原机械产品采用电子技术和计 算机控制技术;
• （2）用集成电路或计算机及其软件 代替原机械的部分结构;
• （3）利用机电一体化原理设计的全 新的机电一体化产品.
精选PPT课件
31
2 机械制造过程的机电一体化
6
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。
精选PPT课件
7
• 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。
精选PPT课件
24
5。执行机构
• 包括机械传动与操作机构，在 控制信息作用下完成要求的动作， 实现产品的主功能。执行机构因作 业对象不同而形式各异。
精选PPT课件
25
四。机电一体化的意义
• 机电一体化技术可以用来设计新型 的机电一体化产品，改造旧的机电 产品，使机电产品的面貌大大改观， 达到功能增强、精度提高、结构简 化(体积减少、重量减轻)、可靠性提 高、改善操作、提高柔性、性能价 格比大大改善的目的。
精选PPT课件
13
系统的目的功能
精选PPT课件
机电一体化系统设计 ppt课件
2. 快速发展阶段 ▲ 时间： 20世纪70年代到80年代
▲ 发展情况：
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，人们自觉、主动地利用３Ｃ技
术的成果创造新的机电一体化产品。Mechatronics诞生。 这一阶段，机电一体化技术和产品得到了极大发展， 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， 其中日本在推动机电一体化技术的发展方面起了主导作用。 我国机电一体化技术的发展也始于这一阶段，80年代开 始，组织专家根据我国国情对发展机电一体化的原则、目标、 层次和途径等进行了深入而广泛的研究，制订了一系列有利 于机电一体化发展的政策法规，确定了数控机床、工业自动 化控制仪表、工业机器人、汽车电子化等15个优先发展领域 及6项共性关键技术的研究方向和课题。
机电一体化技术主要包括技术原理和使机电一体化产品 （或系统）得以实现、使用和发展的技术。
机电一体化技术是一个技术群（族）的总称，包括检测传
感技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动控制技术、机械 技术及系统总体技术等。
机电一体化产品（系统）
机电一体化产品有时也称为机电一体化系统，它们是 两个相近的概念，通常机电一体化产品指独立存在的机电 结合产品，而机电一体化系统主要指依附于主产品的部件 系统，这样的系统实际上也是机电一体化产品。
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
在机电一体化技术的发展过程中，其不断吸取机械学、 电子学、信息科学等学科的发展成果，以实现本学科的发 展壮大。由于这些相关学科的发展都经历了较长的过程， 因此，机电一体化技术的发展经历了一个较长期的过程。 有学者将这一过程划分为萌芽阶段、快速发展阶段和智能 化阶段三个阶段。
机电一体化系统设计(最终版) PPT
在开发过程中，一方面要求设计机械系统 时应选择与控制系统的电气参数相匹配的 机械系统参数；同时也要求设计控制系统 时，应根据机械系统的固有结构参数来选 择和确定电气参数。
第二节 机电一体化系统设计 的目标与方法
机电一体化系统设计方法
取代法 整体设计法 组合法
第二节 机电一体化系统设计 的目标与方法
第二节 机电一体化系统设计
的目标与方法
机电一体化产品和系统的分类
按机电一体化产品和系统的用途分类，有产 业机械，信息机械，民用机械等；按机械和 电子的功能和含量分类，有以机械装置为主 体的机械电子产品和以电子装置为主体的电 子产品；按机电结合的程度分类，有附加型、 功能替代型和机电融合型。
第二节 机电一体化系统设计 的目标与方法
机电一体化系统设计(最终版)
机电一体化系统设计
教学目的 篇章结构 参考资料
教学目的
本课程主要讲述机电一体化实用技术，讲 述其基本理论，进行机电一体化产品系统 设计的综合知识。同时介绍机电一体化技 术的相关内容，各组成部分的特征和选型 以及相互结合技术方法，为综合应用机电 一体化各种技术奠定基础。通过课堂讲授 和实验观察，使学生了解微电子技术和计 算机应用技术与机械技术相结合的综合性 技术，掌握机电一体化的基础知识。
机械：强度高、输出功率大、承载大载荷；实 现微小复杂运动难。
电子：可实现复杂的检测和控制；但无法实现 重载运动。
第一节 机电一体化的定义
机电一体化是在以机械、电子技术和计算 机科学为主的多门学科相互渗透、相互结 合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴 边缘技术学科。
目前机电一体化的研究和开发主要包括计 算机数控系统、机器人、计算机辅助设计 /辅助制造系统、柔性制造系统和计算机 集成制造系统等。
第二节 机电一体化系统设计 的目标与方法
机电一体化系统设计方法
取代法 整体设计法 组合法
第二节 机电一体化系统设计 的目标与方法
第二节 机电一体化系统设计
的目标与方法
机电一体化产品和系统的分类
按机电一体化产品和系统的用途分类，有产 业机械，信息机械，民用机械等；按机械和 电子的功能和含量分类，有以机械装置为主 体的机械电子产品和以电子装置为主体的电 子产品；按机电结合的程度分类，有附加型、 功能替代型和机电融合型。
第二节 机电一体化系统设计 的目标与方法
机电一体化系统设计(最终版)
机电一体化系统设计
教学目的 篇章结构 参考资料
教学目的
本课程主要讲述机电一体化实用技术，讲 述其基本理论，进行机电一体化产品系统 设计的综合知识。同时介绍机电一体化技 术的相关内容，各组成部分的特征和选型 以及相互结合技术方法，为综合应用机电 一体化各种技术奠定基础。通过课堂讲授 和实验观察，使学生了解微电子技术和计 算机应用技术与机械技术相结合的综合性 技术，掌握机电一体化的基础知识。
机械：强度高、输出功率大、承载大载荷；实 现微小复杂运动难。
电子：可实现复杂的检测和控制；但无法实现 重载运动。
第一节 机电一体化的定义
机电一体化是在以机械、电子技术和计算 机科学为主的多门学科相互渗透、相互结 合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴 边缘技术学科。
目前机电一体化的研究和开发主要包括计 算机数控系统、机器人、计算机辅助设计 /辅助制造系统、柔性制造系统和计算机 集成制造系统等。
机电一体化系统设计课件(PPT51张)
真题解析——选择题
（ 05、4 ）1、主要用于系统中各级间的信息传递 的模块称为【 】 B A．软件模块 C．通信模块 B．接口模块 D．驱动模块
（ 04、4 ）1．由计算机网络将计算机辅助设计、 计算机辅助规划、计算机辅助制造联接成的系统称
为【 】
D
A．顺序控制系统 C．柔性制造系统
真题解析——选择题
（ 12、4 ）1．用于承载、传递力和运动的模块是
【 】A
A．机械受控模块 C．接口模块 B．驱动模块 D． 微计算机模块
（ 09、4 ）1．系统中用于提供驱动力改变系统运 行状态，产生所希望运动的模块称为 【 】 A A．驱动模块 B．接口模块 C .微计算机模块 D．测量模块
B．自动引导车系统 D． 计算机集成制造系统
真题解析——选择题
（ 03、4 ）1.将计算机数控机床、工业机器人以 及自动引导车联接起来的系统称( C ) A.顺序控制系统 B.计算机集成制造系统 C.柔性制造系统 D.伺服系统 （ 02、4 ）1.受控变量是机械运动的一种反馈控 制系统称( A.顺序控制系统 D.工业机器人 )B B.伺服系统 C.数控机床
1.2 典型机电一体化系统
工业机器人组成部件：主体结构、终端器、控制器
1.2 典型机电一体化系统
4、自动导引车 自动导引车是另一种形式的移动工业机器人。他能 跟踪编程路径，在工厂内江一个零件从一个地方移动 到另一个地方。
1.2 典型机电一体化系统
5、顺序控制系统 顺序控制系统是按照预先规定的次序完一系列操作 的系统。 根据如何开始和终结操作可分为两类： （1）当某一事件发生时，开始或结束操作的称为事件驱 动顺序控制； （2）在某一时刻或一定时间间隔之后，开始或结束操作 的称为时间驱动顺序控制。
机电一体化技术ppt课件(完整版)
1. 4机电一体化系统的设计
1 .4.5机电一体化系统的设计流程 各种机电一体化系统的研究、开发、生产
及销售的过程各有其自身特点，归纳其基本规 律，机电一体化系统的设计流程如图1-6所示。
目录
第1章概论 1. 1机电一体化的定义 1. 2机电一体化系统的基本构成 1. 3机电一体化相关技术 1.4机电一体化系统的设计 1.5机电一体化技术的发展历程和发展趋势
下一页
第2章机械技术 2.1概述 2.2机械传动 2.3支承部件 2.4导轨副
目录
上一页 下一页 返回
目录
第3章自动化控制技术 3. 1自动控制技术概述 3. 2 PID控制技术 3 .3模糊控制理沦 3 .4计算机控制系统 3. 5先进控制方法简介
取代法就是用电气控制取代原系统中机械 控制机构。这种方法就是改造旧产品开发新产 品或对原系统进行技术改造常用的方法。如用 电气调速控制系统取代机械式变速机构，用可 编程序控制器取代机械凸轮控制机构、中间继 电器等。这不但大大简化了机械结构和电气控 制，而且提高了系统的性能和质量。这种方法 是改造传统机械产品的常用方法。
上一页 下一页 返回
1. 4机电一体化系统的设计
1 .4. 2机电一体化系统开发的类型 1.开发性设计 开发性设计是一种独创性的设计方式，在 没有参考样板的情况下，通过抽象思维和理沦 分析，依据产品性能和质量要求设计出系统原 理和制造工艺。开发性设计属于产品发明专利 范畴。最初的电视机和录像机、中国的“神舟 一七号”航天飞机都属于开发性设计。 2.适应性设计 适应性设计是在参考同类产品上一的页基下础一上页 ，返回 主要原理和设计方案保持不变的情况下，通过
1. 4机电一体化系统的设计
1 .4. 4机电一体化系统设计 所谓的系统设计，就是用系统思维综合运
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算机引导的机电一体化革命
机电一体化含义
• 机电一体化就是微电子技术向传统机 械技术渗透过程中逐渐形成的一个新 技术，是机械技术、计算机技术和微 电子技术等相互融合的产物。
• 目前尚无确切的定义。
21
• 日本：Mechatronics是在机械的主功 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。
机电一体化产品是富含高技术的技术密集型 产品。产品表现出整体结构最佳化、系统控制智 能化、操作性能柔性化。但实际产品大致可归纳 为两类：
第一类属于机械电子化产品，是机电一体化 的初级产品表现形式，即原有的机械产品采用了 微电子技术之后，其性能和功能都有了提高，甚 至在结构上也发生了变化。它们又可细分成：
数量的变化:
1985年: <3 1990年: 10 1995年: 50
绪论
机电一体化的特征
• 特征一：整体结构最优化 • 特征二：系统控制智能化 • 特征三：操作性能柔性化
绪论
特征一：整体结构最优化
• 最优：以能满足使用 要求为标准。
• 实质：从系统的观点 出发，应用机械技术 和微电子技术等进行 有机的综合，以实现 系统性能的最优化。
• 美国：机电系统 Mechatronic System • 中国：机电一体化
对含义的理解
I. 机电一体化的产生有其历史背景和条件 • 社会的需求
机械的发明与发展: 延伸人的体力 计算机的发明与发展: 延伸人的智力
• 技术的可能
II. 机电一体化所研究的内容是确定的 • 机电一体化技术 • 机电一体化产品
动
基础课程体系
化
人文社会科 自然科学与 军事与体育： 计算机：
课
学 基 础 : 政 数学：
军人思想品德 计 算 机 导 论
程
治,历史,管 理,经济,法
高等数学工 程数学大学
军事战略 军事地形学
语言设计 PC机原理
体
律,文学艺 术类课
物理普通化 学
军队基层管理 武器装备概论
系
体育
一、机电一体化的含义
电子调速装置
绪论
特征二：系统控制智能化
• 这是机电一体 化技术与传统 的工业自动化 最主要的区别 之一。
绪论
特征三：操作性能柔性化
• 柔性：从技术角度讲 ，即为软件。
• 计算机软件技术的引 入，使机电一体化系 统各个传动机构的动 作通过预定的程序由 电子系统协调完成。
柔性制造系统
机电一体化是一种观念的变革，设计思想的变革
其它先进制造机床：
精密车削加工机
数控等离子切割加工机
激光切割加工机
数控冲床
实例分析结论：
l 系统综合性强，涉及知识面广，且有深度 l 机械机构（设计、制造工艺）是基础 l 传感器测试、电机驱动技术是关键 l 计算机（硬件、软件）是核心 l 系统设计方法是桥梁
机械设计
几何量公 差与检测 机械原理
机电一体化技术的发展状况
二、机电一体化产品的作用与特点
什么样的产品是 机电一体化产品
机电一体化技术的作用
最大限度地改善产品的性能,同时降低产品造价及缩 短制造周期。
在汽车中的应用 数控机床, 机器人 消费电子产品: 微波炉,洗衣机,照相机,VCD机等 U.S.News1996年的统计,美国人每天遇到的Microcontroller的
01第一章-机电一体化系统设计绪论
绪论
请思考几பைடு நூலகம்问题
• 问题一：什么是机电一体化？ • 问题二：机电一体化技术与传统机电技
术区别和联系？ • 问题三：哪些产品应用了机电一体化技
术？
实例二：无人驾驶车辆
• 无人驾驶车辆是未来陆 军的重要力量，是实现 战争信息化、无人化的 重要载体，通过装载不 同的装备，可以代替人 在核生化、辐射和爆炸 物等危险复杂战场环境 中完成各种各样的军事 任务。
4）采用微电子技术增加了控制功能，如数控机 床（NC）、汽车防滑制动装置（ABS）、 微机控制的电机调速装置、微机控制的播种 机、微机控制的联合收割机、微机控制的孵 化器等。
第二类属于机械与电子融合的产品，是机电一 体化的高级产品表现形式，如工业机器人、传真复 印机、自动售货机、自动取款机、计算机断层摄影 装置（CT）、数码照相机、数码摄像机、高级门禁 识别系统等。这些产品单靠机械或电子都是无法实 现的，必须依靠机械与电子进行有机的结合才能完 成。
画法几何及 机械制图
机械设计
语言： 英语 汉语
毕业设计
机电一体化
机
生产实习
机械制造 工程学2
液压传动与控制
械
电机与电力电子学
工
理
材
论
料
力
力
学
学
机械制造 工程学1
机械控制工程
程
测试技术与信号处理
及
金工实习 工程力学
工程材料 与热处理
机械制造
单片机原理与应用
其
电工技术，电子技术
测控
自
主干技术基础课程系列
1）机械本身的主要功能被电子取代，如采用 微机与激光连续加工代替线切割机床；电 子照相机的电子快门、自动曝光、 自动调 焦等代替传统的机械式照相机等。
2）机械式信息处理机构被电子元件代替，如 电子表、电子计算器、电子交换机、电子 秤等。
3）机械式控制机构被电子式的代替，如缝纫机 的凸轮机构被微机控制系统代替；汽车发动 机的燃油喷射装置，采用电子控制喷油等。
美国“粗齿锯”无人车
• 96公里/小时 • 重4吨 • 可爬上45°的
山坡 • 配备了一挺遥
控机关枪
美国“粗齿锯”无人车
实例三：五坐标数控加工中心
• 东芝事件
l 床身及五个坐标轴的机械运动机构
l 五个坐标轴的直线或回转运动检测传感器
l 五个坐标轴的电机与电机驱动器 l 五坐标联动数控系统---中心计算机
• 美国：Mechatronics是机械工程、电 子工程和计算机智能控制技术的充分 集成。
• 中国：机电一体化是从系统的观点出发， 将机械技术、微电子技术、计算机信息技 术、自动控制技术等在系统工程的基础上 有机的综合，实现整个机械系统最优化而 建立起来的一门新兴学科。
国际上流行的说法
• 日本：机械电子学 Mechatronics=Mechanics+Electronics
微电子技术向传统机械工业的渗透，使得 机械工业出现两个明显变化：
变化一
• 使传统机械 产品的结构 发生了根本 变化。
普通车床
数控车床
变化二
• 使生产体系 结构（企业 组织形式） 发生了根本 变化。
• 结果：大大提高了产品 和企业的竞争能力。
柔性制造系统
机电一体化技术领域
机械技术
机电一 体化 微电子技术