机电一体化典型设备简介.ppt

* 机械本体 用于支撑和连接其他要素，是机电系统必要的组成部分。包括机身、床身、壳体等。 追求目标：通过采用新工艺、新材料、新结构，达到高效、可靠、节能、小型、轻量、美观等要求。 机械系统开发的重点是模块化、标准化、系列化 * 动力系统 按照系统控制要求，为系统提供能量和动力，驱动执行机构完成预定主功能。 根据动力源的不同，可分为液压式、气压式、电气式等类型。 追求目标：高效率、快速响应特性、高适应性和可靠性。 * 传感与检测系统 在系统运行中对系统本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，并把被检测信号转换成可用的输出信号（电压、电流、频率和脉冲等），为信息处理及控制系统提供所需信息。 组成：传感器和信号检测电路。 追求目标：高精度、抗干扰、环境适应性强、体积小、安装维护容易。 * 信息处理及控制系统 接受传感与检测系统反馈的信息，并对其进行相应处理、运算、决策，根据处理结果，按照一定的规则发出相应的控制信号，控制整个系统按要求实现有序地运行。 它是机电一体化系统的核心单元，由硬件和软件及相应接口组成。 追求目标：高可靠性、高速、抗干扰能力强 * 执行装置 根据控制系统的控制信息和指令，实现产品的主功能。 执行装置一般是运动部件，常采用机、电、液、气动等机构。 执行装置因机电一体化产品的种类和作业对象不同而有较大的差异。 五大要素之间的关系 机电一体化产品的五大构成要素在工作中各司其职，互相补充、互相协调，共同完成所规定的功能。 在结构上，各组成要素通过各种接口及相关软件有机地结合在一起，构成一个内部合理匹配、外部效能最佳的完整产品。 * * 机电一体化系统是比较复杂的，有时某些构成要素是复合在一起的。 构成机电一体化系统的几个部分并不是并列的： 首先，机械部分是主体 其次，机电一体化的核心是电子技术（微电子技术和电力电子技术） * 机电一体化技术的共性关键技术: 1.精密机械技术 2.传感检测技术 3.信息处理技术 4.伺服驱动技术 5.自动控制技术 6.接口技术 7.系统总体技术 四、机电一体化的共性关键技术及发展方向 * 1.精密机械技术（研究对象：机械本体和执行装置） 机械技术是关于机械机构及利用机构传递运动的技术 精密机械技术是机电一体化的基础 机械技术的着眼点在于如何与机电一体化的技术相适应，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减轻重量、缩小体积、提高精度、提高刚度、改善性能的要求。 * 2.传感检测技术（研究对象：传感检测系统） 在机电一体化产品中，工作过程的各种参数、状态以等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。 传感原理、传感材料、加工制造装配技术是传感器开发的三个重要方面。 传感器的发展进入了集成化、智能化研究阶段。 * 3.信息处理技术（研究对象：信息处理与控制系统） 信息处理技术是指信息的输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。 实现信息处理的主要工具是计算机。 机电系统中主要采用：可编程控制器，单片机，总线式工业控制机，分布式计算机测控系统等进行信息处理。 * 4.伺服驱动技术（研究对象：动力系统） 伺服驱动技术主要是指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，它涉及设备执行操作的技术，对所加工产品的质量具有直接的影响。 执行元件有三大类：利用电能的电动机、利用液压能的液压驱动装置和利用气压能的气压驱动装置 * 5.自动控制技术（研究对象：控制系统） 自动控制是在没有人直接参与的情况下，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。 自动控制理论基础是自动控制原理（经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论）。 自动控制技术就是在此理论指导下对具体控制系统进行设计，并进行系统仿真及现场调试，使系统可靠地投入运行。 自动控制技术目的：实现机电一体化系统的目标最佳化 由于控制对象种类繁多，所以控制技术的内容极其丰富，如速度控制、位置控制、温度控制、压力控制和姿态控制等。 * 6.接口技术（研究对象：各构成要素之间的接口） 从系统外部看，输入/输出是系统与人、环境或其它系统之间的接口； 从系统内部看，机电一体化系统是通过许多接口将各组成要素的输入/输出联系成一体的系统。 因此，各要素及各子系统之间的接口性能就成为综合系统性能好坏的决定性因素。 * 7.系统总体技术（研究对象：整个机电系统） 系统总体技术就是从整体目标出发，用系统的观点和方法，将机电一体化产品的总体功能分解成若干功能单元，找出能够完成各个功能的可能技术方案，再把功能与技术方案组合成方案组进行分析、评价，综合优选出适宜的功能技术方案。 在系统