第一章 机电传动与控制
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7 27.09.2020
第二节:机电一体化技术
一。机电一体化的基本概念
1。机电一体化的意义
随着大规模的集成电路和微型计算机的发展，机械技术与 电子技术的深度结合，综合运用机械技术，微电子技术，自 动控制技术，信息技术，传感测试技术，电力电子技术，接 口技术，信号变换技术及软件编程技术等群体技术。
根据控制信息和指令，完成要求的动作。 执行机构是运动部件：机械，电磁，电液等。
要考虑匹配性，改善性能，提高刚度，减轻重量， 实现模块化，标准化和系列化。提高整体的可靠性。
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（5）。控制及信息处理单元
将各传感信息和外部命令进行集中存储，分析，加工，并 按一定的程序和节奏发出相应的指令。控制整个系统有目 的运行。
A.机电一体化技术
它是微电子技术，计算机技术，信息技术与机械 技术相结合的，新兴的综合性的高新技术与微电子技 术的有机结合。
B.机电一体化产品
它是新型机械与微电子器件，特别是微处理器，微
型机相结合，而开发出来的新一代电子化机械产品。
20世纪七十年代，机电一体化是最早出现的日本汉字。
后来我国接受这一概念，
根据系统功能的目标和优化组织结构的目标，合理配置机 械本体，执行机构，动力驱动装置，传感测试元件，微电子 信息传输和处理单元等硬件元素。并在
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软件程控和微电子电路的逻辑，有目的信息流向导引下， 相互协调，有机融合和集成。形成物质，能量和信息 的有序规则运动。在高功能，高质量，高可靠性，低 能耗的意义上，实现特定功能价值的系统工程技术。
了传动效率,
目前中小型生产机械采用单电动机拖 动.
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3.多电机拖动:
一台生产机械,每个运动部件分别由一台电 动机拖动. 例如:龙门刨床 刨台 刀架 横梁 夹紧机构 分别由独立的电动机拖动 特点:简化了传动机构. 控制灵活. 便于实现生 产自动化
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4.交直流无级调速
例如:自动洗衣机,自动照相机
B.社会生产机电产品,亦称产业机电产品
例如:数控机床,工业机器人
C.办公自动化机电产品.亦称办公机电产品
例如: 复印机,打字机
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二.机电一体化系统的相关技术
1.机械技术
机械技术是基础,在结构,质量,体积,材料,刚性和耐用等 方面,与机电一体化相适应,利用高新技术更新概念. 例如, CAPP , CAD/CAM,专家系统,CIMS等
特点: 结构简单,价廉,控制方式直观,可靠, 易掌握,易维护.体积大,工耗大,控制速度 慢,改变控制程序难
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2:顺序控制器控制
顺序控制器控制是继电器和半导体元件综合应 用控制装置.
特点:容易改变程序,通用性强.
随着微电子技术和计算机技术的发展,出现两 个分支:
(1).可编程序控制器控制技术 (2).单片机控制技术
组成：计算机，可编程控制器PLC，数控装置，逻辑电路， I/O,A/D，D/A。
要求：处理速度快，可靠性高，抗干扰能力强。完善的系 自我诊断功能。 智能化，小型化，轻量化，标准化等。
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机电一体化系统或产品和人体功能要素
内脏
能源
五官
Байду номын сангаас
头脑
手足
检测
控制
驱动
骨胳
人体五大要素
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结构
机电一体化五大功能 13 27.09.2020
Mechatronics 机电一体化。 机械电子学.
. Mechanics
机械学。Electronics 电子学。
9 27.09.2020
日本造英文字。 1984年，美国机械工程协会ASME给出现代机械系统定义：
由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械力，运动和 能量流等动力学任务的机械和机电部件相互联的系统。
机电传动与控制
<<机电传动控制>> <<工业电气控制技术>> <<机电一体化实用技术>>
刘玉锋
1
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27.09.2020
第一章 绪论
第一节 机电传动控制的发展
一.机电传动的发展:
1.成组拖动
一台电机拖动一根天轴,然后由天 轴通过皮带轮和皮带分别拖动各种生产机械.
特点:生产效率低,劳动条件差.
2.单电动机拖动: 一台电机拖动一台生产机械, 提高
直流电动机具有良好的起动,制动和调速性, 能在宽范围内实现平滑无级调速.
交流电动机调速,利用变频器实现交流电动机 调速,能在宽范围内实现平滑无级调速.
特点:单机容量大,转速高,体积小,可靠性高.
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二. 机电控制系统的发展
1,继电接触器控制
实现的功能:起动,停车,调速,自动循环 保护等控制
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（3）。测试传感部分
对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数 及状态进行检测，变成可识别的信号。传输到信息处理 单元。经过分析和处理后，产生相应的控制信息。
（4）。驱动机构执行机构
提供动力，驱动各种执行机构，来完成各种动作 和功能。 要求：高效率，快速响应特性。对外部适应性和可靠性。
2.基本结构要素
一个完善的机电一体化系统，应包括五大基本要素：
（1）。机械本体
系统所有功能元素 的机械支持结构，包括机
身框架，机械连接等。材料，工艺，性能和水平的提高。
适应产品的高效，多功能，可靠，结构上，小型，轻量
和美观等要求。
（2）。能源部分
为系统提供能量和动力，使系统正常运行。常用
主要能源：电源，气压源和液压源等
机电一体化系统或产品和人体功能要素
内脏
五官
头脑
动力
手足
传感器
计算机
执行 机构
骨胳
人体五大要素
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机械 结构
机电一体化五大要素 14 27.09.2020
3.机电一体化产品的分类:
(1)以发展水平分类:
A.功能附加型初级产品 B.功能代替型中级产品 C.机电融合型高级产品
(2)以应用范围分类:
A.日常生活机电产品.亦称民用产品
2.计算机与信息处理技术
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3:可编程序控制器PLC
可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Control----PLC),是微电子技术,计算机技术,继电 接触器控制技术相结合的产品.
特点:容易编程,通用性强,接线简单,有功率级 输出,抗干扰能力强,工作可靠
发展方向: 微型,简易,价廉. 适合于机电一体 化产 品大容量,高速,高性能,能实现 网络通信
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第二节:机电一体化技术
一。机电一体化的基本概念
1。机电一体化的意义
随着大规模的集成电路和微型计算机的发展，机械技术与 电子技术的深度结合，综合运用机械技术，微电子技术，自 动控制技术，信息技术，传感测试技术，电力电子技术，接 口技术，信号变换技术及软件编程技术等群体技术。
根据控制信息和指令，完成要求的动作。 执行机构是运动部件：机械，电磁，电液等。
要考虑匹配性，改善性能，提高刚度，减轻重量， 实现模块化，标准化和系列化。提高整体的可靠性。
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（5）。控制及信息处理单元
将各传感信息和外部命令进行集中存储，分析，加工，并 按一定的程序和节奏发出相应的指令。控制整个系统有目 的运行。
A.机电一体化技术
它是微电子技术，计算机技术，信息技术与机械 技术相结合的，新兴的综合性的高新技术与微电子技 术的有机结合。
B.机电一体化产品
它是新型机械与微电子器件，特别是微处理器，微
型机相结合，而开发出来的新一代电子化机械产品。
20世纪七十年代，机电一体化是最早出现的日本汉字。
后来我国接受这一概念，
根据系统功能的目标和优化组织结构的目标，合理配置机 械本体，执行机构，动力驱动装置，传感测试元件，微电子 信息传输和处理单元等硬件元素。并在
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软件程控和微电子电路的逻辑，有目的信息流向导引下， 相互协调，有机融合和集成。形成物质，能量和信息 的有序规则运动。在高功能，高质量，高可靠性，低 能耗的意义上，实现特定功能价值的系统工程技术。
了传动效率,
目前中小型生产机械采用单电动机拖 动.
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3.多电机拖动:
一台生产机械,每个运动部件分别由一台电 动机拖动. 例如:龙门刨床 刨台 刀架 横梁 夹紧机构 分别由独立的电动机拖动 特点:简化了传动机构. 控制灵活. 便于实现生 产自动化
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4.交直流无级调速
例如:自动洗衣机,自动照相机
B.社会生产机电产品,亦称产业机电产品
例如:数控机床,工业机器人
C.办公自动化机电产品.亦称办公机电产品
例如: 复印机,打字机
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二.机电一体化系统的相关技术
1.机械技术
机械技术是基础,在结构,质量,体积,材料,刚性和耐用等 方面,与机电一体化相适应,利用高新技术更新概念. 例如, CAPP , CAD/CAM,专家系统,CIMS等
特点: 结构简单,价廉,控制方式直观,可靠, 易掌握,易维护.体积大,工耗大,控制速度 慢,改变控制程序难
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顺序控制器控制是继电器和半导体元件综合应 用控制装置.
特点:容易改变程序,通用性强.
随着微电子技术和计算机技术的发展,出现两 个分支:
(1).可编程序控制器控制技术 (2).单片机控制技术
组成：计算机，可编程控制器PLC，数控装置，逻辑电路， I/O,A/D，D/A。
要求：处理速度快，可靠性高，抗干扰能力强。完善的系 自我诊断功能。 智能化，小型化，轻量化，标准化等。
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机电一体化系统或产品和人体功能要素
内脏
能源
五官
Байду номын сангаас
头脑
手足
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骨胳
人体五大要素
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结构
机电一体化五大功能 13 27.09.2020
Mechatronics 机电一体化。 机械电子学.
. Mechanics
机械学。Electronics 电子学。
9 27.09.2020
日本造英文字。 1984年，美国机械工程协会ASME给出现代机械系统定义：
由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械力，运动和 能量流等动力学任务的机械和机电部件相互联的系统。
机电传动与控制
<<机电传动控制>> <<工业电气控制技术>> <<机电一体化实用技术>>
刘玉锋
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第一章 绪论
第一节 机电传动控制的发展
一.机电传动的发展:
1.成组拖动
一台电机拖动一根天轴,然后由天 轴通过皮带轮和皮带分别拖动各种生产机械.
特点:生产效率低,劳动条件差.
2.单电动机拖动: 一台电机拖动一台生产机械, 提高
直流电动机具有良好的起动,制动和调速性, 能在宽范围内实现平滑无级调速.
交流电动机调速,利用变频器实现交流电动机 调速,能在宽范围内实现平滑无级调速.
特点:单机容量大,转速高,体积小,可靠性高.
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二. 机电控制系统的发展
1,继电接触器控制
实现的功能:起动,停车,调速,自动循环 保护等控制
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（3）。测试传感部分
对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数 及状态进行检测，变成可识别的信号。传输到信息处理 单元。经过分析和处理后，产生相应的控制信息。
（4）。驱动机构执行机构
提供动力，驱动各种执行机构，来完成各种动作 和功能。 要求：高效率，快速响应特性。对外部适应性和可靠性。
2.基本结构要素
一个完善的机电一体化系统，应包括五大基本要素：
（1）。机械本体
系统所有功能元素 的机械支持结构，包括机
身框架，机械连接等。材料，工艺，性能和水平的提高。
适应产品的高效，多功能，可靠，结构上，小型，轻量
和美观等要求。
（2）。能源部分
为系统提供能量和动力，使系统正常运行。常用
主要能源：电源，气压源和液压源等
机电一体化系统或产品和人体功能要素
内脏
五官
头脑
动力
手足
传感器
计算机
执行 机构
骨胳
人体五大要素
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机械 结构
机电一体化五大要素 14 27.09.2020
3.机电一体化产品的分类:
(1)以发展水平分类:
A.功能附加型初级产品 B.功能代替型中级产品 C.机电融合型高级产品
(2)以应用范围分类:
A.日常生活机电产品.亦称民用产品
2.计算机与信息处理技术
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3:可编程序控制器PLC
可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Control----PLC),是微电子技术,计算机技术,继电 接触器控制技术相结合的产品.
特点:容易编程,通用性强,接线简单,有功率级 输出,抗干扰能力强,工作可靠
发展方向: 微型,简易,价廉. 适合于机电一体 化产 品大容量,高速,高性能,能实现 网络通信