纺织机电一体化-机电一体化技术基础知识

纺织机电一体化技术基础2机电一体化基础知识了解机电一体化概念了解机电一体化相关技术了解机电一体化产品的开发步骤本章知识点3第一章机电一体化基础知识第一节机电一体化概述第二节机电一体化相关技术第三节机电一体化产品的开发步骤4第一节机电一体化概述一机电一体化的概念

机电一体化技术（Mechatronics）又称机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。利用微电子技术、信息技术(主要包括通信技术、控制技术、计算机技术等技术)使机械设备实现柔性化和智能化的技术。机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面。

机械技术机电一体化技术电子技术信息技术5二机电一体化系统的构成

执行元件控制信息控制单元部分动力源检测传感部分机械机构参数变化信息驱动力能量检测参数6机械本体动力部件传感器控制器执行器五大要素

结构功能运转功能检测功能控制功能驱动功能五大功能

机械部件（身躯）动力（内脏）传感（五官）驱动（肌、筋）控制（大脑）机电一体化系统的组成要素及其相应功能7位置,速度检测单元电机机械部件位置,速度反馈CNC单元数控机床伺服系统组成8例题：按结构要素划分图示系统91011三机电一体化技术的发展

第二阶段：20世纪70年代至20世纪80年代，为蓬勃发展的阶段。第二阶段特征：人们自觉地、主动地利用计算机技术、控制技术、通信技术的成果创造新的机电一体化产品。机电一体化技术的发展阶段第三阶段：从20世纪90年代后期开始。第三阶段特征：人工智能技术及网络技术等领域取得的巨大进步，使机电一体化技术向智能化新阶段迈进。第一阶段：上世纪60年代以前，也可称为萌芽阶段。第一阶段特征：在这一阶段，由于电子技术的迅速发展，人们自觉或不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。12三机电一体化技术的发展

机电一体化技术的发展趋势智能化网络化模块化微型化绿色化人性化自带能源化13四机电一体化技术的分类生产过程的机电一体化计算机辅助设计计算机辅助制造计算机辅助工艺设计柔性制造系统计算机集成制造系统机电产品的机电一体化机、电、仪一体化产品机、电、液一体化产品光、机、电一体化产品14四机电一体化的意义功能增强提高系统精度简化系统结构提高可靠性方便操作提高系统柔性15为什么要了解机电一体化技术？公司及从业人员追求卓越的需要被逼无奈的迫切的需要社会发展迫使十分迫切的需要这是真的——16第二节机电一体化相关技术机械技术传感与检测技术计算机与信息处理技术自动控制技术执行与驱动技术系统总体技术17一机械技术机械技术是机电一体化技术的基础，机电一体化产品中的主功能和构造功能往往是以机械技术为主实现的。机械系统包括传动机构、导向机构及执行机构，应具有良好的动态品质。即响应要快、稳定性要好，但它们间是对立的关系。重点应考虑机械部分的刚性、惯性矩、固有频率及启动力与驱动部分参数间的关系。机械系统的设计要考虑产品的总体布局、机构选型、结构造型的合理化和最优化。制造时很难全部挽回机械系统设计不合理造成的损失。18二传感与检测技术传感与检测技术研究对象是传感器及其信号检测装置，将被测参数转换为标准的电信号输入到信息处理系统中。传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。敏感元件直接感受被测量，并以确定关系输出某一物理量。转换元件将敏感元件输出的物理量转换成电路参数量。基本转换电路将电路参数量转换成便于测量的电信号。转换元件敏感元件基本转换电路被测量电量19传感器的分类按被测量物理量的不同分：位移、距离、速度、加速度、力、力矩、温度、湿度、图像传感器等。按测量原理分：电阻式、电感式、电容式、磁电式、压电式、光电式、热电式、气电式等传感器。按用途分有：位置、压力、流量、温度、湿度、气味、声音、亮度等传感器。按输出信号性质分开关型接触型：如微动开关、接触开关等非接触型：光电开关、接近开关模拟型电阻型：电位器、电阻应变片等电压、电流型：热电偶、光电电池、压电元件等数字型记数型：二值＋计数器代码型：编码器、磁尺等20/product/ClassParent.jsp?class_id=60&class_DerectorId=6021传感器的现状及发展目前检测与传感技术的发展落后于机电一体化其它相关技术的发展，使得不少机电一体化产品不能达到满意的效果或无法实现设计。传感器发展方向：向高灵敏度、高精度和高可靠性方向发展。向集成化、智能化和微型化的方向发展。传感与检测技术发展现状：22三计算机与信息处理技术计算机应用及信息处理技术己成为促进机电一体化技术和产品发展的最活跃的要素。机电一体化系统中主要采用工业控制器进行信息处理。不仅需要运算速度，还需要便于嵌入机械本体并有高可靠性。信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、运算、存取及决策等，它们大都依靠计算机来进行，因此计算机技术与信息处理技术是密切相关的。23四自动控制技术自动控制技术就是通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行。自动控制技术范围很广，包括自动控制理论、控制系统设计、系统仿真、现场调试、可靠运行等从理论到实践的整个过程。自动控制技术的难点在于自动控制理论的工程化与实用化。自动控制技术越来越多地与计算机技术联系在一起。

24五执行与驱动技术执行与驱动技术是实现机电一体化产品运动功能的基础。电动驱动执行元件主要包括交流伺服电机、直流伺服电机、电磁铁、开关磁阻电机、直线电机和步进电机等。液压和气动执行元件主要包括泵、阀、油（气）缸、液压（气动）马达及其附属液（气）压元器件等。伺服驱动技术使运动部件按指令要求运动，并具有良好动态性能。25六系统总体技术系统总体技术：从全局角度和系统目标出发，用系统的观点和方法，将系统分解成若干个相互有联系的功能单元，找出能完成各个单元功能的技术方案，并将其进行分析、评价和优化的综合应用技术。机电一体化系统作为一个整体，既使各个部分的性能、可靠性都很好，如果整个系统不能很好地协调，它也很难保证正常、可靠地运行。而相反，既使是性能一般的元件，只要从系统出发组合得恰当，也可能构成性能优良的系统。26初步设计的主要内容包括：系统的总体结构方案设计、系统的功能及技术性能设计、确定信息模型、提出系统的接口要求、提出关键技术的解决方案、确定系统配置、确定实施进度计划、提出经费预算、进行技术经济效益分析及编写初步设计报告。在初步设计过程中，要对多种方案进行分析、比较、筛选，使整体设计有良好的技术经济性。第三节机电一体化产品设计技