机电一体化-PPT课件
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)。
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。
-
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
技术的机械电子装置（产品）。
-
4
二、机电一体化产品
录 像 机
-
5
数控机床、机器人、自动生产设备 生产用机电一体化产品 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
更大、动态性能更好。
3.
在设计和制造机械系统时除了考虑静态、动
态刚度及热变形等问题外，还应考虑采用新型复
合材料和新型结构以及新型的制造工艺和工艺装
置。
4. 2 .传感检测技术
5.
传感检测技术的内容，一是研究如何将各种
被测量（包括物理量、化学量和生物量等）转换
为与之成比例的电量；二是研究对转换的电信号
-
19
第三节 机电一体化发展方向
一、机电一体化特点
1、体积小，重量轻 2、速度快，精度高 3、可靠性高
4、柔性好
二、发展方向
1、复合化 2、小型化，轻量化 3、高速化 4、移动化 5、智能化 6、层次化和系统化 7、全盘化 总之，性能上:向高精度、高效率、高性能、智能化方向发展；
功能上：向小型化、轻型化、多功能方向发展; 层次上：向系统化、复合集成化方向发展。
3.组合法
组合法就是选用各种标准功能模块组合设计成机 电一体化系统。例如,设计一台数控机床,可以依据 机床的性能要求,通过对不同厂家的计算机控制单 元、伺服驱动单元、位移和速度测试单元及主轴、 导轨、刀架、传动系统等产品的评估分析,研究各 单元间接口关系和各单元对整机性能的影响,通过优 化设计确定机床的结构组成。
的加工处理，如放大、补偿、标度变换等。
6.
机电一体化系统要求传感检测装置能快速、
准确、可靠的获取信息
-
15
3 信息处理技术
实现信息处理的主要工具是计算机，计算机技术包括计算机的软件技术、硬件 技术、网络与通讯技术和数据技术。机电一体化系统中主要采用工业控制机（包 括可编程控制器，单、多回路调节器，单片微控制器，总线式工业控制机，分布 式计算机测控系统）进行信息处理。信息处理的发展方向是提高信息处理的速度、 可靠性和智能化程度。人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术等都属于计 算机信息处理技术的范畴。
4 自动控制技术
自动控制所依据的理论是自动控制原理（包括经典控制理论和现代控制理论）， 自动控制技术就是在此理论的指导下对具体控制装置或控制系统进行设计；设计 后进行系统仿真，现场调试；最后使研制的系统可靠地投入运行。 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、自适应控制以 及模糊控制、神经网络控制等。
5 伺服传动技术
伺服传动包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置常见的伺服驱动系统主要 有电气伺服（如步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机等）和液压伺服（如液 压马达、脉冲油缸等）两类。
6 系统总体技术
机电一体化系统是一个技术综合体，它利用系统总体技术将各有关技术协调配合、 综合运用而达到整体系统的最佳化。
-
20
机械系统设计
机械系统是机电一体化系统的最基本要素，主要包括执行机构、传动机构和支承 部件。机械的主要功能是完成机械运动，一部机器必须完成相互协调的若干机械运 动。每个机械运动可由单独的控制电机、传动件和执行机构组成的若干个子系统来 完成，若干个机械运动由计算机来协调与控制。
-
16
三、学科构成
-
17
四、机电一体化系统设计方法
1. 取代法 取代法就是用电气控制取代原系统中
的机械控制机构。该方法是改造旧产品、 开发新产品或对原系统进行技术改造常 用的方法,也是改造传统机械产品的常用 方法。
-
18
2. 整体设计法
整体设计法主要用于新产品的开发设计。在设 计时完全从系统的整体目标出发,考虑各子系统的 设计。
机电一体化系统设计
-
1
机电一体化构成要素
-
2
目录
应工控传机绪
用业制感械论
举控电检系
例制动测统
计机系设
算及统计
机其设
及选计
接择
口计
设算
计
-
3
绪论
第一节 机电一体化概念
一、机电一体化概念 Mechatronics=Mechanics+Electronics 机械工程和电子工程相结合的技术，以及应用这些
-
6
三、机电一体化产品的表现形式
1.机械的电子化
（1）在原有机械系统的基础上采用微型计算机控制装置，使系统的性能提高，功 能增强。例如，模糊控制洗衣机能根据衣物的洁净度自动控制洗涤过程，从而实 现节水、节电、节时、节洗衣粉的功能；机床的数控化是另一个典型的例子。 （2）用电子装置局部替代机械传动装置和机械控制装置，简化结构，增强控制灵 活性。例如，数控机床的进给系统采用伺服系统，简化了传动链，提高了进给系 统的动态性能；将传统电机的电刷用电子装置替代形成的无刷电机，具有性能可 靠、结构简单、尺寸减小等优点。 （3）用电子装置完全替代原来执行信息处理功能的机构，既减化了结构，又极大 地丰富了信息传输的内容，提高了速度。例如，石英电子钟表、电子秤、按键式 电话等。 （4）用电子装置替代机械的主功能，形成特殊的加工能力。例如，电火花加工机 床、线切割加工机床、激光加工机床等。
-
8
-
9
效益分析
-
10
第二节 机电一体化构成要素及相关技术 一、构成要素
-
11
-
12
-
13
-
14
二、相关技术
ห้องสมุดไป่ตู้
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
能更优越。现代机械要求具有更新颖的结构、更
小的体积、更轻的重量，还要求精度更高、刚度
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。
-
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
技术的机械电子装置（产品）。
-
4
二、机电一体化产品
录 像 机
-
5
数控机床、机器人、自动生产设备 生产用机电一体化产品 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
更大、动态性能更好。
3.
在设计和制造机械系统时除了考虑静态、动
态刚度及热变形等问题外，还应考虑采用新型复
合材料和新型结构以及新型的制造工艺和工艺装
置。
4. 2 .传感检测技术
5.
传感检测技术的内容，一是研究如何将各种
被测量（包括物理量、化学量和生物量等）转换
为与之成比例的电量；二是研究对转换的电信号
-
19
第三节 机电一体化发展方向
一、机电一体化特点
1、体积小，重量轻 2、速度快，精度高 3、可靠性高
4、柔性好
二、发展方向
1、复合化 2、小型化，轻量化 3、高速化 4、移动化 5、智能化 6、层次化和系统化 7、全盘化 总之，性能上:向高精度、高效率、高性能、智能化方向发展；
功能上：向小型化、轻型化、多功能方向发展; 层次上：向系统化、复合集成化方向发展。
3.组合法
组合法就是选用各种标准功能模块组合设计成机 电一体化系统。例如,设计一台数控机床,可以依据 机床的性能要求,通过对不同厂家的计算机控制单 元、伺服驱动单元、位移和速度测试单元及主轴、 导轨、刀架、传动系统等产品的评估分析,研究各 单元间接口关系和各单元对整机性能的影响,通过优 化设计确定机床的结构组成。
的加工处理，如放大、补偿、标度变换等。
6.
机电一体化系统要求传感检测装置能快速、
准确、可靠的获取信息
-
15
3 信息处理技术
实现信息处理的主要工具是计算机，计算机技术包括计算机的软件技术、硬件 技术、网络与通讯技术和数据技术。机电一体化系统中主要采用工业控制机（包 括可编程控制器，单、多回路调节器，单片微控制器，总线式工业控制机，分布 式计算机测控系统）进行信息处理。信息处理的发展方向是提高信息处理的速度、 可靠性和智能化程度。人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术等都属于计 算机信息处理技术的范畴。
4 自动控制技术
自动控制所依据的理论是自动控制原理（包括经典控制理论和现代控制理论）， 自动控制技术就是在此理论的指导下对具体控制装置或控制系统进行设计；设计 后进行系统仿真，现场调试；最后使研制的系统可靠地投入运行。 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、自适应控制以 及模糊控制、神经网络控制等。
5 伺服传动技术
伺服传动包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置常见的伺服驱动系统主要 有电气伺服（如步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机等）和液压伺服（如液 压马达、脉冲油缸等）两类。
6 系统总体技术
机电一体化系统是一个技术综合体，它利用系统总体技术将各有关技术协调配合、 综合运用而达到整体系统的最佳化。
-
20
机械系统设计
机械系统是机电一体化系统的最基本要素，主要包括执行机构、传动机构和支承 部件。机械的主要功能是完成机械运动，一部机器必须完成相互协调的若干机械运 动。每个机械运动可由单独的控制电机、传动件和执行机构组成的若干个子系统来 完成，若干个机械运动由计算机来协调与控制。
-
16
三、学科构成
-
17
四、机电一体化系统设计方法
1. 取代法 取代法就是用电气控制取代原系统中
的机械控制机构。该方法是改造旧产品、 开发新产品或对原系统进行技术改造常 用的方法,也是改造传统机械产品的常用 方法。
-
18
2. 整体设计法
整体设计法主要用于新产品的开发设计。在设 计时完全从系统的整体目标出发,考虑各子系统的 设计。
机电一体化系统设计
-
1
机电一体化构成要素
-
2
目录
应工控传机绪
用业制感械论
举控电检系
例制动测统
计机系设
算及统计
机其设
及选计
接择
口计
设算
计
-
3
绪论
第一节 机电一体化概念
一、机电一体化概念 Mechatronics=Mechanics+Electronics 机械工程和电子工程相结合的技术，以及应用这些
-
6
三、机电一体化产品的表现形式
1.机械的电子化
（1）在原有机械系统的基础上采用微型计算机控制装置，使系统的性能提高，功 能增强。例如，模糊控制洗衣机能根据衣物的洁净度自动控制洗涤过程，从而实 现节水、节电、节时、节洗衣粉的功能；机床的数控化是另一个典型的例子。 （2）用电子装置局部替代机械传动装置和机械控制装置，简化结构，增强控制灵 活性。例如，数控机床的进给系统采用伺服系统，简化了传动链，提高了进给系 统的动态性能；将传统电机的电刷用电子装置替代形成的无刷电机，具有性能可 靠、结构简单、尺寸减小等优点。 （3）用电子装置完全替代原来执行信息处理功能的机构，既减化了结构，又极大 地丰富了信息传输的内容，提高了速度。例如，石英电子钟表、电子秤、按键式 电话等。 （4）用电子装置替代机械的主功能，形成特殊的加工能力。例如，电火花加工机 床、线切割加工机床、激光加工机床等。
-
8
-
9
效益分析
-
10
第二节 机电一体化构成要素及相关技术 一、构成要素
-
11
-
12
-
13
-
14
二、相关技术
ห้องสมุดไป่ตู้
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
能更优越。现代机械要求具有更新颖的结构、更
小的体积、更轻的重量，还要求精度更高、刚度