机电总论资料.ppt

Your site here LOGO 3、传感检测单元 对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测。一般由传感器及转换电路等完成。 要求：体积小、精度高、抗干扰 4、控制与信息处理单元 将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工，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。 要求：高可靠性、处理速度快、智能化 Your site here LOGO 5、执行机构 其作用是根据控制指令驱动机械部件的运动。通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。 要求：高性能、高精度、高效率 6、驱动单元 在控制信息作用下，驱动各执行机构完成各种动作和功能。 要求：高效率、快速响应、高可靠性 7、接口 将各组成单元或子系统连接成一有机的整体。 接口包括： 电气接口—实现系统间电信号的连接。 机械接口—完成机械与机械部分、机械与电气装置部分的 连接。 人机接口—提供人与系统间的交互界面。 Your site here LOGO 第二节 机电一体化共性关键技术 （1）检测传感技术传感器技术，信号输入输出与处理，传感系统自动控制、调节与检测技术。 （2）信息技术信息输入输出，交换、存储，运算，判断，决策等。 （3）自动控制技术自动控制理论与系统设计，自动控制系统仿真，位置、速度、自适应控制，诊断、校正、补偿控制等。 （4）伺服驱动技术机、电、液（气）等执行元件的驱动与控制技术。 （5）精密机械技术结构紧凑，体积小，零部件模块化、标准化、通用化、规格化等。 （6）系统总体技术传统设计方法与现代设计方法的融合技术 Your site here LOGO 第三节 机电一体化系统构成要素及功能构成 1.3.1 机电一体化系统的构成要素与功能特征 构成要素：机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感系统、执行控制系统（元件）等组成。 重要功能特征：以能源转换为主功能特征。 以信息转换为主功能特征。 三大目的功能：变换功能（加工处理）；传递功能（移动、输送）；储存功能（保持、积蓄、记录）。 控制方式：线性、非线性、智能控制方式。 1.3.2 机电一体化系统（产品）应具有的主要功能要素 主功能、信息功能、控制功能、动力功能、构造功能。 各子系统的匹配技术（核心）—— 接口技术。 Your site here LOGO Your site here LOGO 图1.6 系统五种内部功能构成 图1.7 CNC机床内部功能构成 Your site here LOGO 1.5 机电一体化系统构成要素相互联系问题 —— 接口技术 接口技术的作用：为实现机械、电子、信息等各异的技术在机电一体化系统中的物质、能源、信息的传递与转换，达到系统所需的目的功能。 接口技术的功能：系统输入/输出接口信息的匹配。 系统信息的转换、调整，能源信息匹配。 接口技术的分类： 按变换调整功能分类：零接口，无源接口，有源接口，智能接口。 按输入输出功能分类：机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。 实际上，机电一体化技术研究的核心问题是接口技术问题。 Your site here LOGO 1.6机电一体化系统的设计流程 设计内容： （1）确定产品规格、性能指标—— 运动参数、动力参数、品质参数。 （2）系统功能部件要素的划分—— 功能部件选择、设计和与系统主功能的匹配。 （3）接口设计—— 机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。 （4）综合评价或系统评价—— 系统性能、结构质量的各种定量指标和参数，系统的附加价值，满足设计或用户需求的功能性产品或系统为前提。评价方法依据产品要求有所不同 （5）可靠性复查 （6）试制与调试—— 样机制造与调试、试验。 （7）最终产品结果评价—— 是否达到设计或用户要求 Your site here LOGO 1.7 机电一体化系统的评价体系 依据提高机电一体化产品或系统附加价值的各项综合指标作为评价体系的制定标准，即五大内部功能要素指标。 系统（产品） 内部功能 评 价 参 数 系统（产品价值） 高 低 主功能 系统误差 抗干扰能力 废弃物输出 变换效率 小 强 少 高 大 弱 多 低 动力功能 输入能量 能 源 少 内装 多 外装 控制功能 可控输入输出接口数 操作动作数 多 少 少 多 构造功能 尺寸、重量 强度 小、轻 高 大、重 低 计测功能 或信息获取 精度 灵敏