机械工程导论第七讲PPT.ppt

第 讲 七 机电一体化技术 教学基本要求 1、掌握机电一体化的基本概念、基本原理和基本知识。 3、初步掌握系统设计原理和综合集成技巧，了解机电一体化总体方案的分析和设计。 2、了解典型机电一体化系统（产品）的构成、原理、性能和使用。 机电一体化技术 第 讲 七 机电一体化技术 第 讲 七 机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得了前所未有的发展，成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术。 机电一体化，Mechatronics，是日本人在20世纪70年代初提出来的，它是将英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。这一名称已经得到包括我国在内的世界各国的承认，我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术。 机电一体化技术 第 讲 七 本 章 主 要 内 容 第 讲 七 一、机电一体化技术的发展史 二、机电一体化技术与其它技术的区别 三、机电一体化系统的组成 四、机电一体化技术的关键技术 五、机电一体化产品的设计 第 讲 七 六、机电一体化的发展趋势 一、机电一体化技术的发展史 第 讲 七 机电一体化的定义在日本多种多样。但最具有指导性的 定义是日本机械振兴协会经济研究所提出的。 1、日本关于Mechatronics的定义 机电一体化这个词乃是在机构的主功能、动力功能、信息与 控制功能上引进了电子技术，并将机械装置与电子设备以及 软件等有机结合而成的系统的总称。 一、机电一体化技术的发展史 第 讲 七 美国是机电一体化产品开发和应用的最早的国家。如世 界上第一台数控机床(1952）、第一个工业机器人（1962）。 2、美国关于现代机械系统的定义 “由计算机信息网络协调与控制的,用于完成包括机械力、 运动和能量流等动力学任务的机械和机电部件相互联系的系 统” 。 美国机械工程师协会的一个专家组于1984年在给美国国家 科学基金会的报告中，提出了现代机械系统的定义。 一、机电一体化技术的发展史 第 讲 七 3、我国对机电一体化的理解 机电一体化是机电一体化技术及其产品的统称,还将柔性制造系统(FMS)(Flexible Manufacturing System)和计算机集成制造系统(CIMS)(Computer Integrated Manufacturing System)包括在内。 机电一体化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,并将机械装置和电子设备以及计算机软件等有机结合起来构成的系统总称。 第 讲 七 二、与其它技术的区别 1、机电一体化技术与传统机电技术的区别 传统机电技术的操作控制主要是通过具有电磁特性的各种电器来实现，在设计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系；机械本体和电气驱动界限分明，整个装置是刚性的，不涉及软件和计算机控制。 机电一体化技术以计算机为控制中心，在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响，整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。 2、机电一体化技术与并行工程的区别 机电一体化技术将机械技术、微电子技术、计算机技术、控制技术和检测技术在设计和制造阶段就有机地结合在一起，十分注意机械和其他部件之间的相互作用。 并行工程将上述各项技术尽量在各自范围内齐头并进，只在不同技术内部进行设计制造，最后通过简单叠加完成整体装置。 第 讲 七 二、与其它技术的区别 第 讲 七 二、与其它技术的区别 3、机电一体化技术与自动控制技术的区别 自动控制技术的侧重点是讨论控制原理、控制规律、分析方法和自动系统的构造等。 机电一体化技术将自动控制原理及方法作为重要支撑技术，将自控部件作为重要控制部件，应用自动控制原理和方法，对机电一体化装置进行分析和性能测算。 第 讲 七 二、与其它技术的区别 4、机电一体化技术与计算机应用技术的区别 机电一体化技术只是将计算机作为核心部件应用，目的是提高和改善系统性能。其研究的是机电一体化系统，而不是计算机应用本身。 计算机在机电一体化系统中的应用仅仅是计算机应用技术的一部分，计算机应用技术还可以在其他方面得到应用。 三、机电一体化系统的组成 第 讲 七 机电一体化系统一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素等有机结合而成。 机械本体（结构组成要素）是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。 动力驱动部分（动力组成要素）依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。 测试传感