《机电一体化系统》PPT课件
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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
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8
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9
效益分析
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10
第二节 机电一体化构成要素件
11
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12
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13
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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
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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。
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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
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8
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9
效益分析
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10
第二节 机电一体化构成要素件
11
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12
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13
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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
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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》课件
传感器技术
传感器原理与特性
介绍常见传感器的原理、特性 及应用范围。
传感器信号处理
研究如何将传感器信号转换为 可处理的信息。
智能传感器与MEMS技术
介绍智能传感器和MEMS技术 的最新发展。
传感器在机电一体化中的 应用实例
结合实际案例，介绍传感器在 机电一体化系统中的应用。
03
机电一体化系统设计
系统设计方法
02
机电一体化技术基础
机械技术
机械系统设计
研究如何根据功能需求，设计 出合理的机械结构、传动方式
和机构。
材料力学
研究材料的力学性能，为机械 设计提供材料依据。
制造工艺
涉及机械零件的加工、装配和 检测，确保机械系统的制造精 度。
机械振动与噪声控制
研究如何减小机械系统运行中 的振动和噪声。
电子技术
智能化
机电一体化设备能够根据预设程序或外部信号进 行自主决策和控制。
跨学科性
机电一体化涉及到多个学科领域，需要多方面的 知识和技能。
高效化
机电一体化技术的应用能够提高生产效率、降低 能耗和减少人力成本。
机电一体化的应用领域
工业自动化
在制造业中，机电一体化设备能够实现自动 化生产线、机器人焊接、智能仓储等。
工业机器人的应用范围非常广泛，包括焊接、 装配、搬运、喷涂等领域。
自动化生产线
自动化生产线是将多个机电一体化产品集成在一起，实现生产过程的自动化和智能 化。
自动化生产线通常由输送带、提升机、分拣机、检测设备等组成，其中输送带是主 线，负责将工件从一个工序传输到下一个工序。
自动化生产线的应用范围非常广泛，包括食品、饮料、制药、电子等制造业领域。
机电一体化系统基本组成ppt课件
第一章 绪论
主要内容 • 1.3 机电一体化系统基本组成
1.3 机电一体化系统基本组成
数字执行器 模拟执行器
机械系统
数字传感器 模拟传感器
微处理器控制系统
1.3.1机电一体化的关键要素
仿真和建模
机
电 一
自动控制
体
化
优化
信息系统
机电
机械系统
执行器 传感器
电气系统
实时接口
数/模 模/数
计算机系统
1.3.2 机电一体化系统搭建
控制系统意味着通过它可以按照所希望的 方式保持和改变机器、机构或其他设备内任 何感兴趣或可变的量。控制系统同时是为了 使被控制对象达到预定的理想状态而实施的。
控制系统主要由：控制器，被控对象，执 行机构和传感检测四个环节组成。
控制系统
• 控制物理系统的输出
– 通过设置物理系统的输入
• 跟踪
执行器
扰动
• 例如
ut (风门)
wt(道路等级)
车型
– 巡航控制 – 恒温器控制
参考输入 rt
(期望速度)
ut F (rt )
设备模型
vt
vt1 0.7vt 0.5ut wt
vt 1
控制率
ut P rt
–
磁盘驱动控制
目标:设计F 使v接近r
控制器
设备(汽车)
系统模型
vt1 0.7vt 0.5 Prt
• 系统
– 一个有输入和输出的黑箱
输入
• 测量系统
– 测量输入变量，输出显示 温度
• 控制系统
– 输入设定值，输出正确的
设定值
温度,设定值
系统 温度计 集中供热系统
主要内容 • 1.3 机电一体化系统基本组成
1.3 机电一体化系统基本组成
数字执行器 模拟执行器
机械系统
数字传感器 模拟传感器
微处理器控制系统
1.3.1机电一体化的关键要素
仿真和建模
机
电 一
自动控制
体
化
优化
信息系统
机电
机械系统
执行器 传感器
电气系统
实时接口
数/模 模/数
计算机系统
1.3.2 机电一体化系统搭建
控制系统意味着通过它可以按照所希望的 方式保持和改变机器、机构或其他设备内任 何感兴趣或可变的量。控制系统同时是为了 使被控制对象达到预定的理想状态而实施的。
控制系统主要由：控制器，被控对象，执 行机构和传感检测四个环节组成。
控制系统
• 控制物理系统的输出
– 通过设置物理系统的输入
• 跟踪
执行器
扰动
• 例如
ut (风门)
wt(道路等级)
车型
– 巡航控制 – 恒温器控制
参考输入 rt
(期望速度)
ut F (rt )
设备模型
vt
vt1 0.7vt 0.5ut wt
vt 1
控制率
ut P rt
–
磁盘驱动控制
目标:设计F 使v接近r
控制器
设备(汽车)
系统模型
vt1 0.7vt 0.5 Prt
• 系统
– 一个有输入和输出的黑箱
输入
• 测量系统
– 测量输入变量，输出显示 温度
• 控制系统
– 输入设定值，输出正确的
设定值
温度,设定值
系统 温度计 集中供热系统
《机电一体化》课件
空控制系统等。
计算机技术基础
计算机技术概述
介绍计算机技术的基本概念、发展历程 和应用领域。
计算机组成结构
介绍计算机的基本组成结构和工作原理 ，如CPU、内存、外存等。
计算机软件基础
介绍计算机软件的基本概念和应用领域 ，如操作系统、数据库、编程语言等。
计算机网络基础
介绍计算机网络的基本原理和应用领域 ，如互联网、局域网等。
建立行业标准与规范
政府应制定和完善机电一体化行业的 标准和规范，促进产业的健康发展。
培养专业人才
高校和企业应注重机电一体化人才的 培养，为行业发展提供人才支持。
加强国际合作与交流
企业应积极参与国际合作与交流，引 进国外先进技术和管理经验，提高自 身竞争力。
THANKS
数控技术是一种数字化控 制技术，通过计算机编程 实现对机床等设备的精确 控制。
应用领域
数控技术在机械制造、航 空航天、汽车制造等领域 广泛应用，提高了加工精 度和生产效率。
技术特点
数控技术具有高精度、高 效率、高柔性等特点，能 够满足复杂零件的加工需 求。
工业机器人及应用
工业机器人
工业机器人是一种自动化 设备，能够代替人工完成 危险、繁重、重复的工作 。
智能制造系统具有信息化、自动化、 智能化等特点，能够大幅提高生产效 率和产品质量。
应用领域
智能制造系统在机械制造、航空航天 、汽车制造等领域广泛应用，提高了 生产效率和产品质量。
05
机电一体化的未来发展
机电一体化技术的发展趋势
智能化
模块化与集成化
随着人工智能和机器学习技术的不断发展 ，机电一体化产品将更加智能化，能够自 主完成更复杂的操作和任务。
详细设计
计算机技术基础
计算机技术概述
介绍计算机技术的基本概念、发展历程 和应用领域。
计算机组成结构
介绍计算机的基本组成结构和工作原理 ，如CPU、内存、外存等。
计算机软件基础
介绍计算机软件的基本概念和应用领域 ，如操作系统、数据库、编程语言等。
计算机网络基础
介绍计算机网络的基本原理和应用领域 ，如互联网、局域网等。
建立行业标准与规范
政府应制定和完善机电一体化行业的 标准和规范，促进产业的健康发展。
培养专业人才
高校和企业应注重机电一体化人才的 培养，为行业发展提供人才支持。
加强国际合作与交流
企业应积极参与国际合作与交流，引 进国外先进技术和管理经验，提高自 身竞争力。
THANKS
数控技术是一种数字化控 制技术，通过计算机编程 实现对机床等设备的精确 控制。
应用领域
数控技术在机械制造、航 空航天、汽车制造等领域 广泛应用，提高了加工精 度和生产效率。
技术特点
数控技术具有高精度、高 效率、高柔性等特点，能 够满足复杂零件的加工需 求。
工业机器人及应用
工业机器人
工业机器人是一种自动化 设备，能够代替人工完成 危险、繁重、重复的工作 。
智能制造系统具有信息化、自动化、 智能化等特点，能够大幅提高生产效 率和产品质量。
应用领域
智能制造系统在机械制造、航空航天 、汽车制造等领域广泛应用，提高了 生产效率和产品质量。
05
机电一体化的未来发展
机电一体化技术的发展趋势
智能化
模块化与集成化
随着人工智能和机器学习技术的不断发展 ，机电一体化产品将更加智能化，能够自 主完成更复杂的操作和任务。
详细设计
《机电一体化》课件
认识机电一体化与工业自动化的关系 与人工智能、大数 据和云计算等技术相结合，推动 智能制造的发展。
自动化仓储
机电一体化在仓储和物流领域的 应用将实现更高效的货物管理和 分发。
智能城市
机电一体化将在智能城市建设中 发挥重要作用，提供高效的能源 管理和智能化的城市基础设施。
课程总结和收获
了解机电一体化的定义和发展历程 掌握机电一体化的优势和应用领域 拓宽视野，为未来的职业发展做好准备
2
第二阶段：集成时代
20世纪80年代，随着计算机技术的发展，机电一体化进入了集成时代，涉及更 多领域的应用。
3
第三阶段：智能化时代
21世纪初，随着人工智能、机器学习和物联网等技术的发展，机电一体化进入 了智能化时代。
机电一体化与工业自动化的关系
互为基石
机电一体化和工业自动化相互依存，共同构建了现代工业生产的基础。
紧密合作
机电一体化技术为工业自动化提供了更大的灵活性和效率。
相辅相成
工业自动化推动了机电一体化的发展，而机电一体化则为工业自动化带来了更高的标准。
机电一体化的优势和应用领域
优势
• 提高生产效率 • 降低人工成本 • 优化产品质量
应用领域
• 制造业 • 能源行业 • 交通运输 • 农业和食品加工
机电一体化的未来发展趋势
2 提升生产效率
3 推动创新与发展
通过整合不同领域的技术， 机电一体化能够提高生产 效率、降低成本并改善产 品质量。
机电一体化在工业领域的 广泛应用推动了技术和工 程领域的创新与发展。
机电一体化的发展历程
1
第一阶段：起步时期
20世纪60年代初，机电一体化开始萌芽，主要应用于机床、车床和自动化生产 线。
机电一体化系统设计(最终版)ppt课件
2020/4/11
电力拖动
22
第三节 机电一体化的相关技术
机械技术（精密机械技术）
是机电一体化的基础。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、性能更优越。
机械技术的出发点在于如何与机电一体化技 术相适应，利用其他高新技术来更新概念， 实现结构、材料、性能以及功能上的变更。
现代机械：以力学、电子学、计算机学、控制 论、信息论等为理论基础，以经验、机、电、 计算机、传感与测试等技术为实践基础。
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。
202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。
2020/4/11
电力拖动
39
第四节 机电一体化系统的 基本功能要素
接口
将各要素或子系统连接成为一个有机整体， 使各个功能环节有目的地协调一致运动， 从而形成机电一体化的系统工程。
其基本功能主要有三个：变换、放大、传 递
2020/4/11
电力拖动
40
第五节 本课程的目的和要求
本课程的目的和要求
第三节 机电一体化的相关技术
自动控制技术
自动控制技术的目的在于实现机电一体化 系统的目标最佳化。 机电一体化系统中的自动控制技术主要包 括位置控制、速度控制、最优控制、自适 应控制、模糊控制、神经网络控制等。
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电力拖动
26
第三节 机电一体化的相关技术
伺服驱动技术
伺服驱动技术就是在控制指令的指挥下， 控制驱动元件，使机械的运动部件按照指 令要求运动，并具有良好的动态性能。 常见的伺服驱动系统主要有电气伺服和液 压伺服。
机电一体化系统设计PPT
四、系统论、控制论和信息论的相互关系 系统论、
信息论研究的是如何认识信息和度量信息。 而系统论和控制论是研究如何利用信息，系统 论是利用信息来实现系统最优化，控制论是利 用信息来实现系统的有目的最佳控制。
1.5.2 关键技术（技术构成） 关键技术（技术构成）
1、机械技术 、
数控机床、机器人、自动生产设备 生产用机电一体化产品和系统 柔性生产单元、自动组合生产单元 FMS、无人化工厂、CIMS 微机控制汽车、机车等交通运输工具 运输、包装及工程用机电一体化产品 数控包装机械及系统 数控运输机械及工程机械设备 自动仓库 储存、销售用机电一体化产品 自动空调与制冷系统及设备 自动称量、分选、销售及现金处理系统 自动化办公设备 社会服务性机电一体化产品 动力、医疗、环保及公共服务自动化设备 文教、体育、娱乐用机电一体化产品 微机或数控型耐用消费品 家庭用机电一体化产品 炊事自动化机械 家庭用信息、服务设备 测试设备 科研及过程控制用机电一体化产品 控制设备 信息处理系统 农、林、牧、渔及其它民用机电一体化产品 航空、航天、国防用武器装备等机电一体化产品
机电一体化技术只是将计算机作为核心部件应用，目 的是提高和改善系统性能。计算机在机电一体化系统中 的应用仅仅是计算机应用技术的一部分，它还可以在办 公、管理及图像处理等方面得到广泛应用。机电一体化 技术研究的是机电一体化系统，而不是计算机应用本身。
1.2 机电一体化系统的基本组成
1.2.1 机电一体化系统的功能组成
D、节约能源
• 机电一体化的产品 ， 可以节约材料、 节约 机电一体化的产品， 可以节约材料 、
能源。 能源。例如： • 我国目前各类电风扇的调整器为电磁机械 式 ， 如果用电子式调整器每年全国可节约 电600万度； 600万度； • 汽油机电子点火； • 液压挖掘机电子节能。
机电一体化系统总体设计 ppt课件
• 总体设计报告要突出设计重点，将所设计系统的特点阐述 清楚，同时应列出所采取的措施及注意事项。
• 总体设计给具体设计规定了总的基本原理、原则和布局， 指导具体设计的进行;而具体设计则是在总体设计基础上 进行的具体化。具体设计不断地丰富和修改总体设计，两
者相辅相成，有机结合。因此，只有把总体设计和系统的 观点贯穿于产品开发的过程，才能保证最后的成功。
2.2 机电一体化系统原理方案设计
• 机电一体化系统原理方案设计是整个总体设计的关键，是 具有战略性和方向性的设计工作。
• 在机电一体化系统原理方案设计中，常用的方法有功能分 析设计法、创造性方法、评价与决策方法、商品化设计思 想及方法、变型产品设计中的模块化方法和相似产品系列 设计方法等。
2.2.1 机电一体化系统原理方案设计步骤
功
物料 能量 信息
总功能
物料 能量 信息
能 分
分功能1
分功能2
分功能3
解
分功能4
模
分功能21
分功能22
分功能23
型
......
分功能…
分功能…
分功能…
• (1)功能元在机电一体化系统设计中常用的基本功能元有 物理功能元、逻辑功能元和数学功能元。
• 1)物理功能元。它反映系统中能量、物料、信号变化的物 理基本动作，常用的有转变-复原、放大-缩小、合并-分 离、传导-绝缘、存储-提取。(常用的五种物理功能元)
2.2.2.3 求解功能元(分功能)
• 功能元的原理解法是通过物理作用和作用件确定的。现在 的任务是，寻找实现各个分功能的物理作用，即求得功能 元的原理解，通常有下述几种求解方法。
• (1)直觉法 • 直觉法是设计师凭借个人的智慧、经验和创造能力，充分
• 总体设计给具体设计规定了总的基本原理、原则和布局， 指导具体设计的进行;而具体设计则是在总体设计基础上 进行的具体化。具体设计不断地丰富和修改总体设计，两
者相辅相成，有机结合。因此，只有把总体设计和系统的 观点贯穿于产品开发的过程，才能保证最后的成功。
2.2 机电一体化系统原理方案设计
• 机电一体化系统原理方案设计是整个总体设计的关键，是 具有战略性和方向性的设计工作。
• 在机电一体化系统原理方案设计中，常用的方法有功能分 析设计法、创造性方法、评价与决策方法、商品化设计思 想及方法、变型产品设计中的模块化方法和相似产品系列 设计方法等。
2.2.1 机电一体化系统原理方案设计步骤
功
物料 能量 信息
总功能
物料 能量 信息
能 分
分功能1
分功能2
分功能3
解
分功能4
模
分功能21
分功能22
分功能23
型
......
分功能…
分功能…
分功能…
• (1)功能元在机电一体化系统设计中常用的基本功能元有 物理功能元、逻辑功能元和数学功能元。
• 1)物理功能元。它反映系统中能量、物料、信号变化的物 理基本动作，常用的有转变-复原、放大-缩小、合并-分 离、传导-绝缘、存储-提取。(常用的五种物理功能元)
2.2.2.3 求解功能元(分功能)
• 功能元的原理解法是通过物理作用和作用件确定的。现在 的任务是，寻找实现各个分功能的物理作用，即求得功能 元的原理解，通常有下述几种求解方法。
• (1)直觉法 • 直觉法是设计师凭借个人的智慧、经验和创造能力，充分
《机电一体化》PPT课件
二、物流系统组成及工作原理
运动控制分析举例
堆垛机：堆垛机的零位：出库口，升降台位于最
下位置，作业结束后堆垛机回零位（零位限位开关）。
列认址：在巷道货架底部与每个货格相对应都安装有
一个固定的认址片，在堆垛机底部安装有光电开关随 堆垛机一起运动，每经过一个货格，向控制器发出一 个脉冲；层认址类似。到目的货格的前一个货格时开 始减速，堆垛机到达目标货位后检测目标货位是否空，
步进电机
五、相关知识简介—步进电机控制
环形分配表：
0 1 2 3 4 5
16进制
五、相关知识简介—步进电机控制
软件环形分配器控制流程框图 软件环形分配器：单片机和PLC 中通过定时功能实现脉冲分配；再 通过光电隔离、功率放大实现电机 驱动。
六、参考资料
1. 机电一体化系统设计课程设计指导书 2. 机电一体化原理及应用 3. 自动化立体仓库设计（刘昌祺主编） 4. 现代生产物流作业系统中PLC运动控制技术的应用 5. 电气制图与读图 6. 电工读图 7. 常用自动化控制器手册 8. 电气控制与PLC 9. 单片机在控制系统中的应用 10. 运动控制器与专用控制系统解决方案 11. GT系列运动控制器编程手册 12. GT系列运动控制器用户手册 13. SIMENS S7-200可编程序控制器系统手册 14. 欧姆龙变频器说明书 15. 步进电机说明书
三、具体要求—说明书
1. 说明书用16开纸书写或打印。说明书、任务书及相关图 装于资料袋并贴上标签。
2. 说明书字数8000~10000字。
3. 说明书的内容一般应包括（供参考）： 目录
第一章 机电一体化技术的发展及其所带来的影响
第二章 课程设计的目的和要求 第三章 控制系统硬件设计
《机电一体化上》课件
《机电一体化上》ppt课件
• 机电一体化概述 • 机械系统基础 • 传感器与检测技术 • 控制技术基础 • 机电一体化系统设计实例
01
机电一体化概述
定义与特点
总结词
机电一体化的定义、特点
详细描述
机电一体化是一门跨学科的综合性技术，它将机械技术、电子技术、计算机技术 等多个领域的知识融合在一起，实现各种技术之间的优势互补，提高整个系统的 性能和效率。其主要特点包括自动化、智能化、高效化等。
电容式传感器
利用电容原理，通过测量电容值的变 化来感知被测量，常用于压力、液位 、厚度等参数的测量。
光电式传感器
利用光电效应，通过光电器件将光信 号转换为电信号，常用于转速、距离 、颜色等参数的测量。
检测技术的发展趋势
智能化
微型化
随着人工智能技术的发展，智能传感器已 成为检测技术的重要发展方向，能够实现 自适应、自校准和自诊断等功能。
负责接收输入信号，并按照设 定的算法处理后输出控制信号
。
执行器
接收控制信号，驱动被控对象 执行相应的动作。
传感器
检测被控对象的参数变化，并 将检测信号反馈给控制器。
被控对象
需要控制的设备或系统。
经典控制理论及应用
线性控制系统分析
通过传递函数、频率特性等方法分析系统的稳定 性、动态性能和稳态误差。
PID控制
机械系统的运动学与动力学
运动学主要研究机械系统的运动规律，包括速度、加速度、位移等参数。
动力学则研究机械系统在力作用下的运动规律，涉及到力、力矩、惯性力等物理量 。
运动学与动力学在机械系统设计中有重要应用，如机构分析、机器效率分析等。
பைடு நூலகம்
机械系统的优化设计
• 机电一体化概述 • 机械系统基础 • 传感器与检测技术 • 控制技术基础 • 机电一体化系统设计实例
01
机电一体化概述
定义与特点
总结词
机电一体化的定义、特点
详细描述
机电一体化是一门跨学科的综合性技术，它将机械技术、电子技术、计算机技术 等多个领域的知识融合在一起，实现各种技术之间的优势互补，提高整个系统的 性能和效率。其主要特点包括自动化、智能化、高效化等。
电容式传感器
利用电容原理，通过测量电容值的变 化来感知被测量，常用于压力、液位 、厚度等参数的测量。
光电式传感器
利用光电效应，通过光电器件将光信 号转换为电信号，常用于转速、距离 、颜色等参数的测量。
检测技术的发展趋势
智能化
微型化
随着人工智能技术的发展，智能传感器已 成为检测技术的重要发展方向，能够实现 自适应、自校准和自诊断等功能。
负责接收输入信号，并按照设 定的算法处理后输出控制信号
。
执行器
接收控制信号，驱动被控对象 执行相应的动作。
传感器
检测被控对象的参数变化，并 将检测信号反馈给控制器。
被控对象
需要控制的设备或系统。
经典控制理论及应用
线性控制系统分析
通过传递函数、频率特性等方法分析系统的稳定 性、动态性能和稳态误差。
PID控制
机械系统的运动学与动力学
运动学主要研究机械系统的运动规律，包括速度、加速度、位移等参数。
动力学则研究机械系统在力作用下的运动规律，涉及到力、力矩、惯性力等物理量 。
运动学与动力学在机械系统设计中有重要应用，如机构分析、机器效率分析等。
பைடு நூலகம்
机械系统的优化设计
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
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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
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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。
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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
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提高精度可以减少片缝气隙， 降低剪切毛刺；提高送料 速度直接影响到效率。对 硅钢片横剪线的要求，不 但要满足在高速下
（240m/ min）的片料定位要 求，以保证±0.1mm的尺 寸精度，而且还要满足去 毛刺（＜0.02mm）的要求。
主－从驱动方式的速度／转矩与机 械耦合同步控制系统 ①
主－从驱动方式的速度／转矩与机 械耦合同步控制系统 ②
2. 增量式光电编码器数字测速
M法测速、T法测速和M/T法 测速。详见光电编码器的内容。
方向TTL
方向TTL为高电平时，表示CP脉冲为正转 计数脉冲；方向TTL为低电平时，表示CP脉 冲为反转计数感器用于齿轮转速测 量的工程实例
5. 电涡流式（电感式 ）接近开关在位置限位 中的应用
非电量 非电量
电参量
电量
敏感元件
传感元件
测量转换电路
（被测量）
在弹性敏感元件上粘 贴有一种称电阻应变片 的 传感元件，该传感元 件能将变形量转换为电 阻值（电参量）的变化。 应变片电阻值的变化由 电桥电路转换成电压输 出，电桥电路即为测量 转换电路
因为在转换过程中， 压力、变形量、电阻值 及电压均成线性关系， 因此，最终压力与电压 成线 性对应关系。压力 转换成电压后，经过放 大等一系 列处理，由手 持式显示器显示出压力 变化值。
IC芯线焊接工作台技术指标 ③
项目
运动部分质量 运动部分速度 滚珠丝杠螺距 滚珠丝杠直径 滚珠丝杠长度 减速机构
摩擦系数 定位性能
停止精度
技术条件 项目
技术条件
15kg 125mm/s 5mm φ14mm 150mm
AC伺服电 动机
（低惯量电 动机）
额定功率 100W 额定转速 1500r/min 额定转矩 0.32Nm 光电编码器2500P/r （增量式）
电涡流接近开关（电感接近开关） 的工作原理
5. 霍尔式转速传感器原理
磁铁和开关型霍尔IC保持一定的间隙且固定不 动，软铁分流翼片随转轴一起转动。当翼片转到磁 铁与霍尔IC之间时，磁场被屏蔽，霍尔IC输出高电 平，反之为低电平。随着转轴的转动，霍尔IC输出 一串脉冲，且转速越快，脉冲频率f（Hz）越大。 若翼片数为Z，则转轴的转速n（r/min）为：n=60f /Z
3．振动的时域和频谱分析
时域波形
频域波形
频谱图或频域图：它的横坐标 为频率f，纵坐标可以是加速度， 也可以是振幅或功率等。它反映 了在频率范围之内，对应于每一 个频率分量的幅值。
4．频谱分析法进行故障诊断
5．电容式加速度传感器
6．电容式加速度传感器
图示加速度传感器以微细加 工技术为基础，既能测量交变 加速度振动），也可测量惯性 力或重力加速度。其工作电压 为2.7～5.25V，加速度测量范 围为数个g，可输出与加速度 成正比的电压，也可输出占空 比正比于加速度的PWM 脉冲。
测微是指测量几个微米（μm） 至几个毫米（mm）位移量的变 化。
衔铁在线圈中伸入长度的变 化将引起螺旋管线圈电感量的 变化。当衔铁偏离中间位置时， 两个线圈的电感量一个增加， 一个减小，形成差动形式。
对于长螺旋管，衔铁工作在 螺旋管中部一定区域时，线圈 电感量与衔铁移动的微小距离 成线性关系。
差动式电感传感器对外界影 响，如温度的变化、电源频率 的变化等基本上可以互相抵消， 衔铁承受的电磁吸力也较小， 从而减小了测量误差。
电桥平衡条件 ：
R1/R2=R4/R3
调节 RP ，最终可以使 R1 ′/R2 ′=R4 /R3 （R1 ′、R2 ′是R1 、R2 并联 RP后的等效电阻），电桥 趋于平衡，Uo 被预调到 零位，这一过程称为调零。 图中的R5 是用于减小调节 范围的限流电阻。
3. 弹性敏感元件
电阻应变片的应用可分为两大类：
1．压电式振动加速度传感器
压电式振动加速度传感 器是一种接触式测量的传 感器。当传感器与被测振 动加速度的机件紧固在一 起后，传感器受机械运动 的振动加速度作用，压电 晶片受到质量块惯性引起 的压力，大小由F＝ma决 定。惯性引起的压力作用 在压电晶片上产生电荷， 电荷由引出电极输出，由 此将振动加速度转换成电 参量。
使用加速度传感器可以在 汽车发生碰撞时，经控制系 统使气囊迅速充气 。
1. 应变片
导体或半导体材料在外界力的作用下会产生机 械变形，其电阻值也将随之发生变化，这种现象 称为应变效应。电阻丝或半导体应变片的电阻相 对变化量ΔR/R与材料力学中的轴相应变εx 的关系 在很大范围内是线性的。
2. 电桥平衡电路
4. 应变式荷重传感器
F
5. 荷重传感器称重
1. 压阻式固态压力传感器
利用扩散工艺制作的四个 半导体应变电阻处于同一硅 片上（俗称“硅杯”），工 艺一致性好，灵敏度相等， 漂移抵消，迟滞、蠕变非常 小，动态响应快。
2. 压阻式固态压力传感器
3. 小型压阻式固态压力传感器
当硅杯两侧有压力差时，硅 杯产生变形，4个应变片阻值发 生变化，经电桥电路输出与压差
步进电机实例
直流无刷电动机 BLDCM
正弦波永磁同步电动机 （PMSM）
机 械 传动
机电一体化设备进给传动方案 双矩形导轨导向方式 直线滚动导轨 圆形导轨 滚珠丝杠螺母副 滚珠丝杠与进给电机的连接 直线电机
机电一体化设备进给传动方案
双矩形导轨导向方式
直线滚动导轨
直线滚动导轨形式
5. 直线光栅
输出信号
1. 圆盘形电位器式角位移传感器
2. 编码器
通过测量滚珠丝杠的角
位移θ，间接获得工作台 的直线位移x，构成位置 半闭环伺服系统
3. 绝对式测量（ABS）
• 二进制编码
输出n位二进制编码，每 一个编码对应唯一的角度。
码盘
绝对式光电码盘 增量式光电码盘
4. 增量式测量（INC）
弧形滚动导轨
X-Y十字工作台
滚珠丝杠螺母副
滚珠丝杠螺母副类型
密珠轴承
空气静压轴承
同步齿形带
谐波齿轮变速器
谐波齿轮变速器在机器人中的应用
滚珠丝杠与进给电机的连接
直线电机
直线电机在进给运动中的应用
伺服系统
伺服系统组 开环伺服系统 闭环伺服系统 半闭环伺服系统 全数字式伺服系统 现场总线 机电匹配
传感器分类
• （1）按被测量分类 位移、力、力矩、转速、振动、加速度、温度、
压力、流量、流速等传感器。 • （2）按测量原理分类
电阻、电容、电感、光栅、热电偶、超声波、 激光、红外、光导纤维等传感器。
很多情况下，传感器的命名是将被测量和被测 原理相结合的，如电容式加速度传感器，表示该 传感器的测量对象是加速度，测量原理是电容的 变化值。
2．压电晶片
某些电介质在沿一定方
向上受到外力作用而变形 时，内部会产生极化现象， 同时在其表面会产生电荷， 产生的电荷量与所受外力 的大小成正比；当外力去 掉后又重新回到不带电的 状态，这种现象称为压电 效应。具有压电效应的电 介质有石英晶体、压电陶 瓷等。压电效应产生的电 荷经电荷放大器放大后转 换成电压值。
6. 霍尔式转速传感器应用
若汽车在刹车时车轮被抱死，将产生危险。 用霍尔转速传感器来检测和保持车轮的转动， 有助于控制刹车力的大小和防止侧偏。
7. 霍尔效应
半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中，磁场方 向垂直于薄片，当有电流I 流过薄片时，在垂直于电 流和磁场的方向上将产生电动势EH 这种现象称为霍尔 效应。
机电一体化系统的组成
驱动部分
控制指令
控制部分 动力部分
传感部分
外界信息
执行部分 被控的机械运动
构成机电一体化系统的要素
机电一体化系统典型例子——机器人
印制线路板焊接质量图像检测装置①
印制线路板焊接质量图 像检测装置 ②
印制线路板焊接质量图像检测装置④
集成电路芯线焊接机 ①
IC芯线焊接工作台控制框图 ②
成正比的电压。
当硅杯两侧有压力差时， 硅杯产生变形，4个应 变片阻值发生变化， 经电桥电路输出与压 差成正比的电压。
步进及伺服电机
• 步进电机的控制 • 步进电机运行特性 • 交流伺服电动机 • SPWM基本原理 • 交流伺服电动机实例
径向反应式步进电机
三相三段反应式步进电机
步进电机结构
软件环形分配
行车同步控制
由于行车的跨度大，若是用一台电动 机驱动单侧轮子，另一侧的轮子作 为从动运动，则可能出现很大的不 平衡力，产生歪斜，使行车行走不
稳定。
数控车床及内部机构
检测与传感器
• 概述 • 线位移传感器 • 角位移传感器 • 速度传感器 • 加速度传感器 • 测力传感器 • 压力传感器
控制器 接口/通信 驱动器
第8章 机电一体化系统创新设计
学校：洛阳理工学院 学号：B08020428 姓名：郑水清
目录
1. 机电一体化概述 2. 检测与传感器 3. 步进及伺服电机
4. 机械传动 5. 接口技术 6. 伺服系统
机电一体化概述
• 机电一体化系统的组成 • 构成机电一体化系统的要素 • 印制线路板焊接质量图像检测装置 • 集成电路芯线焊接机 • 基于定位模块的PLC位置控制 • 硅钢片横剪线控制系统 • 主－从驱动方式的速度／转矩与机
龙门机床的横梁通常由两根丝杠驱动。当刀架或主轴箱不在横梁 中心点时，则丝杠受力是不对称的，因而会发生横梁的倾斜。这时要 根据刀架或主轴箱所在的位置对两边驱动电动机系统进行适当补偿， 使之平衡。
在速度/转矩耦合控制方式中，主动伺服电动机实现位置控制，从 动伺服电动机则以主动伺服位置控制器大的输出为速度控制指令，实 现速度控制。在两个伺服电动机输出中，获得了同一个位置控制器控 制定位和同样的速度控制作用，而保持同步。如果因某种因素，两电 动机输出不同步，机械耦合机构会产生动态变形应力和应力扭矩，应 力扭矩测量信号经过滤波后送到PI调节器，其输出根据应力扭矩的正 或负，分别加到主、从伺服电动机的速度指令上，改变电动机的运动 速度，从而保持同步运行。
（240m/ min）的片料定位要 求，以保证±0.1mm的尺 寸精度，而且还要满足去 毛刺（＜0.02mm）的要求。
主－从驱动方式的速度／转矩与机 械耦合同步控制系统 ①
主－从驱动方式的速度／转矩与机 械耦合同步控制系统 ②
2. 增量式光电编码器数字测速
M法测速、T法测速和M/T法 测速。详见光电编码器的内容。
方向TTL
方向TTL为高电平时，表示CP脉冲为正转 计数脉冲；方向TTL为低电平时，表示CP脉 冲为反转计数感器用于齿轮转速测 量的工程实例
5. 电涡流式（电感式 ）接近开关在位置限位 中的应用
非电量 非电量
电参量
电量
敏感元件
传感元件
测量转换电路
（被测量）
在弹性敏感元件上粘 贴有一种称电阻应变片 的 传感元件，该传感元 件能将变形量转换为电 阻值（电参量）的变化。 应变片电阻值的变化由 电桥电路转换成电压输 出，电桥电路即为测量 转换电路
因为在转换过程中， 压力、变形量、电阻值 及电压均成线性关系， 因此，最终压力与电压 成线 性对应关系。压力 转换成电压后，经过放 大等一系 列处理，由手 持式显示器显示出压力 变化值。
IC芯线焊接工作台技术指标 ③
项目
运动部分质量 运动部分速度 滚珠丝杠螺距 滚珠丝杠直径 滚珠丝杠长度 减速机构
摩擦系数 定位性能
停止精度
技术条件 项目
技术条件
15kg 125mm/s 5mm φ14mm 150mm
AC伺服电 动机
（低惯量电 动机）
额定功率 100W 额定转速 1500r/min 额定转矩 0.32Nm 光电编码器2500P/r （增量式）
电涡流接近开关（电感接近开关） 的工作原理
5. 霍尔式转速传感器原理
磁铁和开关型霍尔IC保持一定的间隙且固定不 动，软铁分流翼片随转轴一起转动。当翼片转到磁 铁与霍尔IC之间时，磁场被屏蔽，霍尔IC输出高电 平，反之为低电平。随着转轴的转动，霍尔IC输出 一串脉冲，且转速越快，脉冲频率f（Hz）越大。 若翼片数为Z，则转轴的转速n（r/min）为：n=60f /Z
3．振动的时域和频谱分析
时域波形
频域波形
频谱图或频域图：它的横坐标 为频率f，纵坐标可以是加速度， 也可以是振幅或功率等。它反映 了在频率范围之内，对应于每一 个频率分量的幅值。
4．频谱分析法进行故障诊断
5．电容式加速度传感器
6．电容式加速度传感器
图示加速度传感器以微细加 工技术为基础，既能测量交变 加速度振动），也可测量惯性 力或重力加速度。其工作电压 为2.7～5.25V，加速度测量范 围为数个g，可输出与加速度 成正比的电压，也可输出占空 比正比于加速度的PWM 脉冲。
测微是指测量几个微米（μm） 至几个毫米（mm）位移量的变 化。
衔铁在线圈中伸入长度的变 化将引起螺旋管线圈电感量的 变化。当衔铁偏离中间位置时， 两个线圈的电感量一个增加， 一个减小，形成差动形式。
对于长螺旋管，衔铁工作在 螺旋管中部一定区域时，线圈 电感量与衔铁移动的微小距离 成线性关系。
差动式电感传感器对外界影 响，如温度的变化、电源频率 的变化等基本上可以互相抵消， 衔铁承受的电磁吸力也较小， 从而减小了测量误差。
电桥平衡条件 ：
R1/R2=R4/R3
调节 RP ，最终可以使 R1 ′/R2 ′=R4 /R3 （R1 ′、R2 ′是R1 、R2 并联 RP后的等效电阻），电桥 趋于平衡，Uo 被预调到 零位，这一过程称为调零。 图中的R5 是用于减小调节 范围的限流电阻。
3. 弹性敏感元件
电阻应变片的应用可分为两大类：
1．压电式振动加速度传感器
压电式振动加速度传感 器是一种接触式测量的传 感器。当传感器与被测振 动加速度的机件紧固在一 起后，传感器受机械运动 的振动加速度作用，压电 晶片受到质量块惯性引起 的压力，大小由F＝ma决 定。惯性引起的压力作用 在压电晶片上产生电荷， 电荷由引出电极输出，由 此将振动加速度转换成电 参量。
使用加速度传感器可以在 汽车发生碰撞时，经控制系 统使气囊迅速充气 。
1. 应变片
导体或半导体材料在外界力的作用下会产生机 械变形，其电阻值也将随之发生变化，这种现象 称为应变效应。电阻丝或半导体应变片的电阻相 对变化量ΔR/R与材料力学中的轴相应变εx 的关系 在很大范围内是线性的。
2. 电桥平衡电路
4. 应变式荷重传感器
F
5. 荷重传感器称重
1. 压阻式固态压力传感器
利用扩散工艺制作的四个 半导体应变电阻处于同一硅 片上（俗称“硅杯”），工 艺一致性好，灵敏度相等， 漂移抵消，迟滞、蠕变非常 小，动态响应快。
2. 压阻式固态压力传感器
3. 小型压阻式固态压力传感器
当硅杯两侧有压力差时，硅 杯产生变形，4个应变片阻值发 生变化，经电桥电路输出与压差
步进电机实例
直流无刷电动机 BLDCM
正弦波永磁同步电动机 （PMSM）
机 械 传动
机电一体化设备进给传动方案 双矩形导轨导向方式 直线滚动导轨 圆形导轨 滚珠丝杠螺母副 滚珠丝杠与进给电机的连接 直线电机
机电一体化设备进给传动方案
双矩形导轨导向方式
直线滚动导轨
直线滚动导轨形式
5. 直线光栅
输出信号
1. 圆盘形电位器式角位移传感器
2. 编码器
通过测量滚珠丝杠的角
位移θ，间接获得工作台 的直线位移x，构成位置 半闭环伺服系统
3. 绝对式测量（ABS）
• 二进制编码
输出n位二进制编码，每 一个编码对应唯一的角度。
码盘
绝对式光电码盘 增量式光电码盘
4. 增量式测量（INC）
弧形滚动导轨
X-Y十字工作台
滚珠丝杠螺母副
滚珠丝杠螺母副类型
密珠轴承
空气静压轴承
同步齿形带
谐波齿轮变速器
谐波齿轮变速器在机器人中的应用
滚珠丝杠与进给电机的连接
直线电机
直线电机在进给运动中的应用
伺服系统
伺服系统组 开环伺服系统 闭环伺服系统 半闭环伺服系统 全数字式伺服系统 现场总线 机电匹配
传感器分类
• （1）按被测量分类 位移、力、力矩、转速、振动、加速度、温度、
压力、流量、流速等传感器。 • （2）按测量原理分类
电阻、电容、电感、光栅、热电偶、超声波、 激光、红外、光导纤维等传感器。
很多情况下，传感器的命名是将被测量和被测 原理相结合的，如电容式加速度传感器，表示该 传感器的测量对象是加速度，测量原理是电容的 变化值。
2．压电晶片
某些电介质在沿一定方
向上受到外力作用而变形 时，内部会产生极化现象， 同时在其表面会产生电荷， 产生的电荷量与所受外力 的大小成正比；当外力去 掉后又重新回到不带电的 状态，这种现象称为压电 效应。具有压电效应的电 介质有石英晶体、压电陶 瓷等。压电效应产生的电 荷经电荷放大器放大后转 换成电压值。
6. 霍尔式转速传感器应用
若汽车在刹车时车轮被抱死，将产生危险。 用霍尔转速传感器来检测和保持车轮的转动， 有助于控制刹车力的大小和防止侧偏。
7. 霍尔效应
半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中，磁场方 向垂直于薄片，当有电流I 流过薄片时，在垂直于电 流和磁场的方向上将产生电动势EH 这种现象称为霍尔 效应。
机电一体化系统的组成
驱动部分
控制指令
控制部分 动力部分
传感部分
外界信息
执行部分 被控的机械运动
构成机电一体化系统的要素
机电一体化系统典型例子——机器人
印制线路板焊接质量图像检测装置①
印制线路板焊接质量图 像检测装置 ②
印制线路板焊接质量图像检测装置④
集成电路芯线焊接机 ①
IC芯线焊接工作台控制框图 ②
成正比的电压。
当硅杯两侧有压力差时， 硅杯产生变形，4个应 变片阻值发生变化， 经电桥电路输出与压 差成正比的电压。
步进及伺服电机
• 步进电机的控制 • 步进电机运行特性 • 交流伺服电动机 • SPWM基本原理 • 交流伺服电动机实例
径向反应式步进电机
三相三段反应式步进电机
步进电机结构
软件环形分配
行车同步控制
由于行车的跨度大，若是用一台电动 机驱动单侧轮子，另一侧的轮子作 为从动运动，则可能出现很大的不 平衡力，产生歪斜，使行车行走不
稳定。
数控车床及内部机构
检测与传感器
• 概述 • 线位移传感器 • 角位移传感器 • 速度传感器 • 加速度传感器 • 测力传感器 • 压力传感器
控制器 接口/通信 驱动器
第8章 机电一体化系统创新设计
学校：洛阳理工学院 学号：B08020428 姓名：郑水清
目录
1. 机电一体化概述 2. 检测与传感器 3. 步进及伺服电机
4. 机械传动 5. 接口技术 6. 伺服系统
机电一体化概述
• 机电一体化系统的组成 • 构成机电一体化系统的要素 • 印制线路板焊接质量图像检测装置 • 集成电路芯线焊接机 • 基于定位模块的PLC位置控制 • 硅钢片横剪线控制系统 • 主－从驱动方式的速度／转矩与机
龙门机床的横梁通常由两根丝杠驱动。当刀架或主轴箱不在横梁 中心点时，则丝杠受力是不对称的，因而会发生横梁的倾斜。这时要 根据刀架或主轴箱所在的位置对两边驱动电动机系统进行适当补偿， 使之平衡。
在速度/转矩耦合控制方式中，主动伺服电动机实现位置控制，从 动伺服电动机则以主动伺服位置控制器大的输出为速度控制指令，实 现速度控制。在两个伺服电动机输出中，获得了同一个位置控制器控 制定位和同样的速度控制作用，而保持同步。如果因某种因素，两电 动机输出不同步，机械耦合机构会产生动态变形应力和应力扭矩，应 力扭矩测量信号经过滤波后送到PI调节器，其输出根据应力扭矩的正 或负，分别加到主、从伺服电动机的速度指令上，改变电动机的运动 速度，从而保持同步运行。