机电一体化典型设备简介 PPT

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二、机电一体化产品及分类
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。
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• 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。
1.3 机电一体化典型设备简介
2017年2月22日 星期三
1.3.1 机电一体化概述
一、机电一体化的基本概念 1、机电一体化名称的由来
Mechatronics = Mechanics + Electronics
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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
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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。
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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 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。
信息处 理及控 制系统
执行 装置
(手足)
(大脑)
机械
本体 (骨骼)
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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
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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。
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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。
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五大构成要素与五大功能
动力 系统
传感 检测
信息处 理及控
执行
检测
系统
制系统
装置
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功能
机械 本体
动力 功能
控制 功能
主功 能
构造 功能
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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。
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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
(感官) 检测 系统
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③机电融合型
主要特征是根据产品的功能和性能要求及技术规 范，采用专门设计的或具有特定用途的集成电路 来实现产品中的控制和信息处理等功能，因而使 产品结构紧凑、设计灵活、成本降低。 比如传真机、复印机、摄像机、磁盘驱动器、 CNC数控机床
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三、机电一体化系统的组成
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
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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；
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。
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③机电结合类
机电结合类主要产品为自动探伤机、形状识别装 置和CT扫描仪、自动售货机等。其特点为执行机 构是机械和电子装置的有机结合。
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④电液伺服类
电液伺服类主要产品为机电一体化的伺服装置。 其特点为执行机构是液压驱动的机械装置，控制 机构是接受电信号的液压伺服阀。
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⑤信息控制类
信息控制类主要产品为电报机、磁盘存储器、磁 带录像机、录音机以及复印机、传真机等办公自 动化设备。其主要特点为执行机构的动作完全由 所接收的信息类控制。
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。
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2、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：
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3）按机电结合程度 功能附加型 功能替代型 机电融合型
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①功能附加型
•主要特征是在原有机械产品基础上，采用微电子技 术，使产品功能增加和增强，性能得到适当提高 • 比如经济型数控机床、电子秤、数显量具、全自动 洗衣机
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②功能替代型
主要特征是在采用微电子技术及装置取代原产品 中的机械式控制功能、信息处理功能或主功能， 使产品结构简化，性能提高，柔性增加。 比如电子缝纫机、自动照相机、电子石英钟、电 子式电话交换机、线切割加工机床、激光手术器 等。
“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”
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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。
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机电一体化产品的分类
1）按用途分类 2）按执行机构不同
数控机械类 电子设备类 机电结合类 电液伺服类 信息控制类
第一章 机电一体化 12
① 数控机械类
•主要产品为数控机床、工业机器人、发动机控制系 统和自动洗衣机等。其特点为执行机构是机械装置。
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②电子设备类
电子设备类主要产品为电火花加工机床、线切割 加工机床、超声波缝纫机和激光测量仪等。其特 点为执行机构是电子装置。