机电一体化技术导论
合集下载
相关主题
- 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)。
第一章 机电一体化技术导论 3
1.1概述
一、机电一体化的形成
➢ 微电子技术和计算机技术的飞速发展及其向 机械工业的渗透促进了机电一体化的形成。
➢ 机电一体化技术的核心是机械技术和微电子 技术。
➢ 机电一体化技术是机械技术向自动化、智能 化方向发展的必然产物。
第一章 机电一体化技术导论 4
二、机电一体化名称的由来
二、 机电一体化系统的构成要素
一个较完善的机电一体系统一般包括以 下五大基本要素： • 机械本体 • 动力系统传感检测单元 • 执行装置 传感与检测系统 信息处理及控制系统
第一章 机电一体化技术导论 20
五大构成要素之间通过接口相联系
第一章 机电一体化技术导论 21
五大构成要素与五大功能
传感 检测 系统
③ 装置所需的控制以基于电磁学原理的各种电器， 如接触器、继电器等来实现，属强电范畴，其主要 支撑技术是电工技术。
第一章 机电一体化技术导论 12
机电一体化产品
机电一体化产品不仅是人的体力放大，还是人 的肢体和感官与头脑的延伸，具有“智能化” 的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的 本质差别。
第一章 机电一体化技术导论 14
动力 系统
信息处 理及控 制系统
机械 本体
执行 装置
检测 功能
动力 功能
控制 功能
主功 能
构造 功能
第一章 机电一体化技术导论 22
从机电一体化系统的功能看，人体是机电一体化 系统理想的参照物。
第一章 机电一体化技术导论 23
人体五大要素与机电一体化产品五大要素 的对应关系
动力 系统
(内脏)
传感
第一章 机电一体化技术导论 27
信息处理及控制系统
接受传感与检测系统反馈的信息，并对 其进行相应处理、运算、决策，根据处 理结果，按照一定的规则发出相应的控 制信号，控制整个系统按要求实现有序 地运行。
(感官) 检测 系统
信息处 理及控 制系统
执行 装置
(手足)
(大脑)
机械
本体 (骨骼)
24
机械本体
用于支撑和连接其他要素，是机电系统 必要的组成部分。包括机身、床身、壳 体等。 追求目标：通过采用新工艺、新材料、 新结构，达到高效、可靠、节能、小型、 轻量、美观等要求。 机械系统开发的重点是模块化、标准化、 系列化
机电一体化产品既不同于传统的机械产 品，也不同于普通的电子产品，它是机械 系统和微电子系统的有机结合，从而赋予 新功能和性能的一种新产品。
机电一体化产品的特点是产品功能的实 现是由所有功能单元共同作用的结果。
第一章 机电一体化技术导论 15
1.2 机电系统的基本组成和分类
一、 机电一体化系统的功能组成
Mechatronics = Mechanics + Electronics
第一章 机电一体化技术导论 6
来自百度文库 Mechatronics
1971年，日本《机械设计》杂志副刊 1976年，一种以广告为主，专门刊载“机
电一体化”新产品的杂志《Mechatronics Design News》在日本正式发行。 80年代中期，“Mechatronics”开始在欧美 各地使用，这个日本人创造的英文单词开 始在世界范围内得到普遍承认和接受。
第一章 机电一体化技术导论 7
三、机电一体化的含义
1981年“日本机械振兴协会经济研究所” 对机电一体化的解释：
“机电一体化是在机械主功能、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”
第一章 机电一体化技术导论 8
基本的特征
机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机 械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机 技术、信息技术、传感测试技术、电力电子技 术、接口技术、信号变换技术以及软件编程技 术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织 结构目标，合理配置与布局各功能单元，在多 功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实 现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工 程技术。
第一章 机电一体化技术导论 9
由此而产生的功能系统成为一个以微电子技术 为主导，在现代高新技术支持下的机电一体化 系统或机电一体化产品。 机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面。
第一章 机电一体化技术导论 10
机电一体化技术
机电一体化与机械电气化的区别？ 根本区别: 机电一体化技术是基于各种群体技术有
第一章 机电一体化技术导论
学习目标
了解机电一体化技术的基本概念、特点、 组成和分类方法。 理解机电一体化的理论基础和关键技术。 了解机电一体化技术与其它技术的关系， 以及机电一体化技术的发展趋势。
第一章 机电一体化技术导论 2
目录
1. 1 概述 1.2 基本组成和分类 1.3 理论基础与关键技术 1.4 优点和效益（作用） 1.5 发展状况
机融合的一种综合性技术，而不是机械技 术、微电子技术以及其它新技术的简单组 合、拼凑。
第一章 机电一体化技术导论 11
机电一体化技术
机电一体化与机械电气化的区别？
主要区别为:
① 电气机械在设计过程中不考虑或少考虑电器与 机械的内在联系，基本上是根据机械的要求，选用 相应的驱动电机或电气传动装置；
② 机械和电气装置之间界限分明，它们之间的联 结以机械联结为主，整个装置是刚性的；
1.系统的主功能:对输入的物质、能量和信息按照要求 进行处理，输出具有所需特性的物质、能量与信息。
第一章 机电一体化技术导论 16
2.其它内部功能： 动力功能、检测功能、控制功能、构造功能
第一章 机电一体化技术导论 17
CNC机床
第一章 机电一体化技术导论 18
第一章 机电一体化技术导论 19
第一章 机电一体化技术导论 25
动力系统 按照系统控制要求，为系统提供能量和 动力，驱动执行机构完成预定主功能。 根据动力源的不同，可分为液压式、气 压式、电气式等类型。 追求目标：高效率、快速响应特性、高 适应性和可靠性。
第一章 机电一体化技术导论 26
传感与检测系统
在系统运行中对系统本身和外界环境的 各种参数及状态进行检测，并把被检测 信号转换成可用的输出信号（电压、电 流、频率和脉冲等），为信息处理及控 制系统提供所需信息。 组成：传感器和信号检测电路。 追求目标：高精度、抗干扰、环境适应 性强、体积小、安装维护容易。
1.1概述
一、机电一体化的形成
➢ 微电子技术和计算机技术的飞速发展及其向 机械工业的渗透促进了机电一体化的形成。
➢ 机电一体化技术的核心是机械技术和微电子 技术。
➢ 机电一体化技术是机械技术向自动化、智能 化方向发展的必然产物。
第一章 机电一体化技术导论 4
二、机电一体化名称的由来
二、 机电一体化系统的构成要素
一个较完善的机电一体系统一般包括以 下五大基本要素： • 机械本体 • 动力系统传感检测单元 • 执行装置 传感与检测系统 信息处理及控制系统
第一章 机电一体化技术导论 20
五大构成要素之间通过接口相联系
第一章 机电一体化技术导论 21
五大构成要素与五大功能
传感 检测 系统
③ 装置所需的控制以基于电磁学原理的各种电器， 如接触器、继电器等来实现，属强电范畴，其主要 支撑技术是电工技术。
第一章 机电一体化技术导论 12
机电一体化产品
机电一体化产品不仅是人的体力放大，还是人 的肢体和感官与头脑的延伸，具有“智能化” 的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的 本质差别。
第一章 机电一体化技术导论 14
动力 系统
信息处 理及控 制系统
机械 本体
执行 装置
检测 功能
动力 功能
控制 功能
主功 能
构造 功能
第一章 机电一体化技术导论 22
从机电一体化系统的功能看，人体是机电一体化 系统理想的参照物。
第一章 机电一体化技术导论 23
人体五大要素与机电一体化产品五大要素 的对应关系
动力 系统
(内脏)
传感
第一章 机电一体化技术导论 27
信息处理及控制系统
接受传感与检测系统反馈的信息，并对 其进行相应处理、运算、决策，根据处 理结果，按照一定的规则发出相应的控 制信号，控制整个系统按要求实现有序 地运行。
(感官) 检测 系统
信息处 理及控 制系统
执行 装置
(手足)
(大脑)
机械
本体 (骨骼)
24
机械本体
用于支撑和连接其他要素，是机电系统 必要的组成部分。包括机身、床身、壳 体等。 追求目标：通过采用新工艺、新材料、 新结构，达到高效、可靠、节能、小型、 轻量、美观等要求。 机械系统开发的重点是模块化、标准化、 系列化
机电一体化产品既不同于传统的机械产 品，也不同于普通的电子产品，它是机械 系统和微电子系统的有机结合，从而赋予 新功能和性能的一种新产品。
机电一体化产品的特点是产品功能的实 现是由所有功能单元共同作用的结果。
第一章 机电一体化技术导论 15
1.2 机电系统的基本组成和分类
一、 机电一体化系统的功能组成
Mechatronics = Mechanics + Electronics
第一章 机电一体化技术导论 6
来自百度文库 Mechatronics
1971年，日本《机械设计》杂志副刊 1976年，一种以广告为主，专门刊载“机
电一体化”新产品的杂志《Mechatronics Design News》在日本正式发行。 80年代中期，“Mechatronics”开始在欧美 各地使用，这个日本人创造的英文单词开 始在世界范围内得到普遍承认和接受。
第一章 机电一体化技术导论 7
三、机电一体化的含义
1981年“日本机械振兴协会经济研究所” 对机电一体化的解释：
“机电一体化是在机械主功能、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”
第一章 机电一体化技术导论 8
基本的特征
机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机 械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机 技术、信息技术、传感测试技术、电力电子技 术、接口技术、信号变换技术以及软件编程技 术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织 结构目标，合理配置与布局各功能单元，在多 功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实 现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工 程技术。
第一章 机电一体化技术导论 9
由此而产生的功能系统成为一个以微电子技术 为主导，在现代高新技术支持下的机电一体化 系统或机电一体化产品。 机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面。
第一章 机电一体化技术导论 10
机电一体化技术
机电一体化与机械电气化的区别？ 根本区别: 机电一体化技术是基于各种群体技术有
第一章 机电一体化技术导论
学习目标
了解机电一体化技术的基本概念、特点、 组成和分类方法。 理解机电一体化的理论基础和关键技术。 了解机电一体化技术与其它技术的关系， 以及机电一体化技术的发展趋势。
第一章 机电一体化技术导论 2
目录
1. 1 概述 1.2 基本组成和分类 1.3 理论基础与关键技术 1.4 优点和效益（作用） 1.5 发展状况
机融合的一种综合性技术，而不是机械技 术、微电子技术以及其它新技术的简单组 合、拼凑。
第一章 机电一体化技术导论 11
机电一体化技术
机电一体化与机械电气化的区别？
主要区别为:
① 电气机械在设计过程中不考虑或少考虑电器与 机械的内在联系，基本上是根据机械的要求，选用 相应的驱动电机或电气传动装置；
② 机械和电气装置之间界限分明，它们之间的联 结以机械联结为主，整个装置是刚性的；
1.系统的主功能:对输入的物质、能量和信息按照要求 进行处理，输出具有所需特性的物质、能量与信息。
第一章 机电一体化技术导论 16
2.其它内部功能： 动力功能、检测功能、控制功能、构造功能
第一章 机电一体化技术导论 17
CNC机床
第一章 机电一体化技术导论 18
第一章 机电一体化技术导论 19
第一章 机电一体化技术导论 25
动力系统 按照系统控制要求，为系统提供能量和 动力，驱动执行机构完成预定主功能。 根据动力源的不同，可分为液压式、气 压式、电气式等类型。 追求目标：高效率、快速响应特性、高 适应性和可靠性。
第一章 机电一体化技术导论 26
传感与检测系统
在系统运行中对系统本身和外界环境的 各种参数及状态进行检测，并把被检测 信号转换成可用的输出信号（电压、电 流、频率和脉冲等），为信息处理及控 制系统提供所需信息。 组成：传感器和信号检测电路。 追求目标：高精度、抗干扰、环境适应 性强、体积小、安装维护容易。