《機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)》 課件 第1章　 機電一體化技術(shù)概述

第1章

機電一體化技術(shù)概述1.1什么是機電一體化1.2了解機電一體化系統(tǒng)知識目標(biāo)：能力目標(biāo)：(1)?了解機電一體化技術(shù)的概念；(2)?了解機電一體化系統(tǒng)的組成要素；(3)?了解機電一體化系統(tǒng)涉及的相關(guān)技術(shù)；(4)?了解機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景。(1)?初步具備識別機電一體化系統(tǒng)五要素的能力；(2)?能從機電一體化系統(tǒng)的觀點出發(fā)，分析機電設(shè)備的工作原理；(3)?會查閱設(shè)備相關(guān)技術(shù)資料。知識導(dǎo)入：

在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)中，我們往往會遇到數(shù)控機床、工業(yè)機器人、自動生產(chǎn)線這三種生產(chǎn)設(shè)備。圖1-2工業(yè)機器人圖1-3

自動生產(chǎn)線1.1什么是機電一體化

機電一體化在國外被稱為Mechatronics，是日本人在20世紀(jì)70年代初首先提出來的，它是將英文機械學(xué)Mechanics的前半部分和電子學(xué)Electronics的后半部分結(jié)合在一起構(gòu)成的一個新詞，意思是機械技術(shù)和電子技術(shù)的有機結(jié)合。這一名稱已經(jīng)得到包括我國在內(nèi)的世界各國的承認(rèn)，我國的工程技術(shù)人員習(xí)慣上把它譯為機電一體化技術(shù)。機電一體化技術(shù)又稱為機械電子技術(shù)，是機械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物。

目前，比較得到公認(rèn)的機電一體化的定義是：將機械主功能、動力功能、信息功能和控制功能緊密結(jié)合，引進微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機電一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。1.2了解機電一體化系統(tǒng)

機電一體化系統(tǒng)包含以下五大組成要素:機械本體、動力部分、傳感檢測部分、控制與信息處理部分、執(zhí)行機構(gòu)。

我們可以用人體的組成要素來形象地描述一個典型的機電一體化系統(tǒng)。我們可以以機器人和人作類比。1.機電一體化系統(tǒng)的組成

工業(yè)機器人是一個典型的機電一體化設(shè)備。下面我們以圖1-8所示的工業(yè)機器人為例，來分析機電一體化系統(tǒng)的組成。(4)控制與信息處理部分：相當(dāng)于人的頭腦。(1)機械本體：各組成部分的載體。(2)動力部分：提供能量和動力。(3)傳感檢測部分：感知外界環(huán)境參數(shù)。(5)執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行指令完成動作。2.

機電一體化系統(tǒng)涉及的相關(guān)技術(shù)(1)機械技術(shù)(2)計算機與信息技術(shù)(3)系統(tǒng)技術(shù)(4)自動控制技術(shù)(5)傳感檢測技術(shù)(6)伺服傳動技術(shù)3.實現(xiàn)機電一體化的意義(1)

增強性能（自動相機、毒氣報警）(2)

簡化結(jié)構(gòu)（電子表）(3)

提高精度（數(shù)控機床精度）(4)

提高可靠性（ESP,ABS剎車系統(tǒng)、自動駕駛）(5)

改善操作（機械儀表改觸摸屏）(6)

提高柔性（手機軟件、APP升級）(7)

節(jié)約能源（變頻器的應(yīng)用節(jié)能1/3，可以抵消電費）

4.機電一體化技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r三個階段(1)

70年代以前（電機、電氣）(2)

70-80年代（計算機）(3)

90年代以后（人工智能AI）國家發(fā)展的重點項目都可看作與機電一體化相關(guān)：863計劃工業(yè)4.0中國制造20255.

機電一體化系統(tǒng)的特點(1)綜合性(2)廣而強的應(yīng)用性(3)系統(tǒng)化(4)整體的最優(yōu)化(5)使用簡易化(6)提高了安全性(7)高可靠性(8)柔性6.

機電一體化技術(shù)與其他技術(shù)的區(qū)別(1)機電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機電技術(shù)的區(qū)別（機電一體化涉及軟件，計算機）(2)機電一體化技術(shù)與自動控制技術(shù)的區(qū)別（側(cè)重于控制原理，一個側(cè)重于系統(tǒng)；有的不采用計算機）(3)機電一體化技術(shù)與計算機應(yīng)用技術(shù)的區(qū)別（側(cè)重于整個系統(tǒng)，還是側(cè)重于計算