机电一体化技术 -课件 项目一

机电一体化技术主编

张奇良

鲁佳

王红锦PARTONE项目一机电一体化概述目录/CONTENTS任务一

机电一体化的基本概念任务二

机电一体化产品的构成及特点任务三

机电一体化的关键技术行业PPT模板/hangye/PARTONE

任务一

机电一体化的基本概念初级机电一体化高级机电一体化

初级的机电一体化产品利用微电子技术代替或完善机械产品中的一部分,从而提高产品的性能。

高级的机电一体化产品则利用机电一体化技术使机械产品实现自动化、数字化和智能化,使产品性能实现质的飞跃。

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的基础上,相互渗透、相互结合的过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科;机电一体化产品是在机械产品的基础上,采用微电子技术和计算机技术生产出的新一代产品。

机电一体化技术是在机械产品中的机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术和计算机技术,并将机械装置、电子设备及计算机软件等有机结合起来构成的系统总称。

机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的集合,它是建立在机械技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术,以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。技术的研究和开发产品和系统的特点

包括计算机数控系统、机器人、计算机辅助设计/辅助制造系统、柔性制造系统和计算机集成制造系统等。

产品和系统功能的实现是机构中所有部分功能共同作用的结果,这与传统机电设备中机械与电子系统相对独立、分别工作有本质的区别。①使用安全性和

可靠性提高④具有复合功能且适用面广②生产能力和工作质量提高⑤调整和维护方便

随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化产品呈现出逐步取代传统机电产品的趋势。与传统的机电产品相比,机电一体化产品具有的优越性:③使用性能改善31245数控机械类

主要产品包括数控机床、工业机器人、发动机自动控制系统及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。电子设备类

主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。机电结合类

主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。电液伺服类

主要产品为机电一体化的伺服装置,如电液伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置,控制机构是接收电信号的液压伺服阀。信息控制类

主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息来控制。

机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛。按照机电一体化产品的功能,可以将其分成以下5类。PARTTWO任务二机电一体化产品的构成及特点020301

从其结构来看,机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性,而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备5种内部功能

即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能。实现这些功能的各个组成部分及其技术构成了机电一体化产品的总体或系统。机电一体化产品由以下5个部分组成。

机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。机械系统

机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和连接等机械部分。控制及信息单元

控制及信息单元将来自各传感器的检测信息和外部输入指令进行处理、运算和决策,并根据信息处理结果,按照一定的程序和节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的地运行。动力系统

动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能,驱动执行机构工作以完成预定的主功能。执行机构

执行机构在控制信息的作用下完成要求的动作、实现产品的主功能。传感与检测系统

传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量,同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定,为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。PARTTHREE任务三机电一体化的关键技术(1)精密机械技术

因为机电一体化产品的主功能和构造功能大都以机械技术为主进行实现,所以,机械技术是机电一体化技术的基础。机电一体化产品在机械传动和控制与电子技术相互结合的过程中,对机械技术提出了更高的要求,如传动的精密性和精确度的要求与传统机械技术相比有了很大的提高;在机械系统技术中,新材料、新工艺、新原理及新结构等方面在不断地发展和完善,以满足机电一体化产品对缩小体积、减轻重量、提高精度和刚度及改善工作性能等方面的要求。

机电一体化产品是由多种技术及相关的组成部分构成的综合体,而机电一体化技术是由多种技术相互交叉、相互渗透形成的一门综合性边缘技术,它所涉及的技术领域非常广泛。概括起来,机电一体化的关键技术包括以下7个方面。(2)信息处理技术(3)传感与检测技术

信息处理技术是指机电一体化产品在工作过程中,与工作过程有关的各种参数和状态,以及与自动控制有关的信息交换、存取、运算、判断和决策分析等。在机电一体化产品中,实现信息处理技术的主要工具是计算机。

在机电一体化产品中,与工作过程有关的各种参数、工作状态及相应信息都要通过传感器进行接收,并通过相应的信号检测装置进行测量,然后送入信息处理装置以及反馈给控制装置,以实现产品工作过程的自动控制。(4)自动控制技术(5)伺服驱动技术

机电一体化产品中的自动控制技术包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、校正、补偿等。机电一体化产品中自动控制功能的不断完善,使产品的精度和效率都在迅速提高。

伺服驱动技术主要针对机电一体化产品中的执行元件和驱动装置设计中的技术问题,伺服驱动技术直接影响着机电一体化产品的功能执行和操作,对产品的动态性能、稳定性能、操作精度及控制质量等具有决定性的影响。(6)接口技术(7)系统总体技术

机电一体化系统是机械、电子、信息等性能各异的技术融为一体的综合系统,其构成要素和子系统之间的接口极其重