机电一体化系统设计典型实例
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机电一体化实践案例一、机器人焊接在某汽车制造厂中,机器人焊接已成为重要的生产工艺。
通过计算机程序的控制,机器人可以精确地执行一系列焊接操作,包括点焊、弧焊、激光焊等。
这不仅提高了生产效率,也降低了工人的劳动强度,保证了焊接质量的一致性和稳定性。
二、自动化生产线在某半导体生产车间,自动化生产线已广泛应用于产品加工和组装。
通过使用机电一体化技术,生产线上的设备可以相互配合,实现产品的自动化检测、传输、加工和包装。
这大大减少了人工干预,提高了生产效率和产品质量。
三、电动自行车装配某电动自行车制造公司采用自动化装配线来组装电动车。
通过将机械、电子、信息等技术与传统制造工艺相结合,自动化装配线能够快速、准确地完成车架、电池、电机等各个部件的组装,并实现生产数据的实时监控和管理。
这大大提高了生产效率和产品质量。
四、工业机器人应用在某重型机械制造厂,工业机器人被广泛应用于生产过程中。
通过计算机程序的控制,机器人可以完成各种复杂、危险的任务,如切割、搬运、装配等。
这不仅提高了生产效率,也保障了工人的安全。
五、自动化包装机在某食品生产车间,自动化包装机已成为重要的生产设备。
通过机电一体化技术,包装机能够自动识别产品、包装材料,并执行包装操作。
这不仅提高了生产效率,也降低了人工成本,同时保证了包装质量的一致性。
六、数控机床操作在某机械加工厂,数控机床已成为重要的生产设备。
通过计算机程序的控制,数控机床可以精确地执行各种复杂加工操作,如车削、铣削、磨削等。
这不仅提高了加工精度和效率,也降低了工人的劳动强度。
七、智能电梯控制在某高层建筑中,智能电梯控制已成为重要的设施。
通过机电一体化技术,电梯能够根据楼层需求自动调度,并实现快速、平稳地运行。
这不仅提高了电梯的运行效率,也提高了乘梯的舒适度和安全性。
八、电力系统的监控与维护在某大型工厂中,电力系统的监控与维护已成为重要的环节。
通过机电一体化技术,电力系统能够实现实时监控、故障诊断、预防性维护等功能。
8 机电一体化系统典型实例8.4 计算机集成制造系统近年来世界各国都在大力开展计算机集成制造系统CIMS (Computer Intergrated Manufacturing System )方面的研究工作。
CIMS 是计算机技术和机械制造业相结合的产物,是机械制造业的一次技术革命。
(1) CIMS 的结构随着计算机技术的发展,机械工业自动化已逐步从过去的大批量生产方式向高效率、低成本的多品种、小批量自动化生产方式转变。
CIMS 就是为了实现机械工厂的全盘自动化和无人化而提出来的。
其基本思想就是按系统工程的观点将整个工厂组成一个系统,用计算机对产品的初始构思和设计直至最终的装配和检验的全过程实现管理和控制。
对于CIMS ,只需输入所需产品的有关市场及设计的信息和原材料,就可以输出经过检验的合格产品。
它是一种以计算机为基础,将企业全部生产活动的各个环节与各种自动化系统有机地联系起来,借以获得最佳经济效果的生产经营系统。
它利用计算机将独立发展起来的计算机辅助设计(CAD )、计算机辅助制造(CAM )、柔性制造系统(FMS ),管理信息系统(MIS )以及决策支持系统(DSS )综合为一个有机的整体,从而实现产品订货、设计、制造、管理和销售过程的自动化。
它是一种把工程设计、生产制造、市场分析以及其它支持功能合理地组织起来的计算机集成系统。
CIMS 是在柔性制造技术、计算机技术、信息技术和系统科学的基础上,将制造工厂经营活动所需的各种自动化系统有机地集成起来,使其能适应市场变化和多品种、小批量生产要求的高效益、高柔性的智能生产系统。
由此可见,计算机集成制造系统是在新的生产组织原理和概念指导下形成的生产实体,它不仅是现有生产模式的计算机化和自动化,而且是在更高水平上创造的一种新的生产模式。
从机械加工自动化及自动化技术本身的发展看,智能化和综合化是未来的主要特征,也是CIMS 最主要的技术特征。
智能化体现了自动化深度,即不仅涉及物质流控制的传统体力劳动自动化,还包括了信息流控制的脑力劳动自动化;而综合化反映了自动化的广度,它把系统空间扩展到市场、设计、制造、检验、销售及用户服务等全部过程。
机电一体化系统设计案例一、项目背景。
你想想啊,咱们平常的垃圾桶,就是个傻愣愣的大桶子,啥也不会,扔满了还得靠人去发现。
在这个高科技时代,这怎么能行呢?于是就有人想到,要是垃圾桶能变得聪明点,像个小机器人一样,那该多好啊。
比如说,它能自己知道什么时候满了,还能方便人们扔垃圾,甚至可以分类垃圾呢。
二、系统设计。
1. 机械结构部分。
垃圾桶的外壳设计得很有讲究。
它可不是普通的方形桶了,而是有一个流畅的曲线造型,这样既美观又方便清洁。
外壳采用了坚固又轻便的塑料材质,能承受一定的冲击力,毕竟有时候可能会被不小心撞到。
为了实现垃圾分类,这个垃圾桶内部被分成了几个小隔间,就像小房间一样。
每个隔间都有一个单独的入口,而且入口的大小和形状是根据不同类型的垃圾设计的。
比如说,可回收垃圾的入口比较大,可以让瓶子、纸张之类的轻松塞进去;而厨余垃圾的入口就小一些,防止大的非厨余垃圾混进去。
在垃圾桶的底部,还有一个特殊的机械装置。
这个装置就像一个小升降机,当垃圾桶满了的时候,它可以把垃圾慢慢往上顶,这样就可以提醒人们这个垃圾桶已经满了,需要清理了。
2. 传感器部分。
首先是满溢传感器。
这个小玩意儿可是个大功臣,它就安装在每个隔间的内壁上。
当垃圾堆积到一定高度,快要满出来的时候,满溢传感器就像一个小侦察兵一样,立马察觉到,然后把信号传给控制系统。
还有物体识别传感器,安装在入口处。
这个传感器可神奇了,它能识别出你扔进去的是什么垃圾。
比如说,你拿着一个塑料瓶靠近可回收垃圾入口,它能准确判断这是可回收物,然后打开入口的盖子让你扔进去。
要是你拿着个香蕉皮靠近可回收物入口,它就会“傲娇”地不让你扔,提示你要扔到厨余垃圾入口。
另外,还有气味传感器。
要是垃圾桶里的垃圾开始散发难闻的气味,气味传感器就会察觉到,然后启动一个小风扇,这个小风扇会把新鲜空气吹进垃圾桶里,同时把臭味通过特殊的通风管道排出去。
3. 控制系统部分。
这个控制系统就像是垃圾桶的大脑。
机电一体化系统设计专题:全自动波轮洗衣机案例分析1. 案例背景本案例分析旨在探讨机电一体化系统设计在全自动波轮洗衣机中的应用。
全自动波轮洗衣机是一种主要通过机电一体化系统实现洗涤、漂洗、脱水等功能的家电产品。
2. 系统设计原理全自动波轮洗衣机的机电一体化系统设计主要基于以下原理:- 传感器:通过安装在洗衣机中的传感器,实时感知洗涤过程中的各种参数,如水位、温度、转速等,从而调整系统的运行状态。
- 控制模块:洗衣机内部的控制模块根据传感器的反馈数据,控制电机、阀门、泵等装置的运行,实现不同洗涤阶段的自动切换。
- 电机:洗衣机内部的电机主要驱动波轮的旋转,实现洗涤和脱水功能。
- 水系统:机电一体化系统中的水系统包括水泵、水位传感器和阀门等,用于调节洗衣机内部的水位和水温,以及实现洗涤和漂洗功能。
- 漂洗和脱水系统:通过控制水泵和电机的运行,实现洗衣机的漂洗和脱水功能。
3. 设计优势机电一体化系统设计在全自动波轮洗衣机中具有以下优势:- 自动化程度高:通过传感器和控制模块的配合,实现全自动洗涤过程,减少用户操作的复杂性。
- 精确控制:传感器可以实时感知洗衣机内部的各种参数,控制模块可以根据这些数据进行精确的控制,提高洗涤效果。
- 节能环保:通过精确控制水位、水温和转速等参数,洗涤过程更加高效,节约水电资源,减少环境污染。
- 故障自诊断:机电一体化系统设计还可以通过传感器和控制模块的配合,实现故障自诊断功能,减少维修和维护成本。
4. 案例分析以某款全自动波轮洗衣机为例,其机电一体化系统设计实现了以下功能:- 洗涤过程中,通过水位传感器感知水位,控制水泵的运行,保持适当的水位;- 根据用户设定的洗涤程序,控制电机的转速,实现不同洗涤阶段的切换;- 通过温度传感器感知水温,调节热水和冷水的进水量,控制洗涤温度;- 在漂洗和脱水阶段,控制水泵的运行,实现漂洗和脱水功能。
5. 总结机电一体化系统设计在全自动波轮洗衣机中发挥了重要作用。
1198 机电一体化系统典型实例8.1 机器人8.1.1 概述机器人是能够自动识别对象或其动作,根据识别,自动决定应采取动作的自动化装置。
它能模拟人的手、臂的部分动作,实现抓取、搬运工件或操纵工具等。
它综合了精密机械技术、微电子技术、检测传感技术和自动控制技术等领域的最新成果,是具有发展前途的机电一体化典型产品。
机器人技术的应用会越来越广,将对人类的生产和生活产生巨大的影响。
可以说,任何一个国家如不拥有一定数量和质量的机器人,就不具备进行国际竞争所必需的工业基础。
机器人的发展大致经过了三个阶段。
第一代机器人为示教再现型机器人,为了让机器人完成某项作业,首先由操作者将完成该作业所需的各种知识(如运动轨迹、作业条件、作业顺序、作业时间等)通过直接或间接的手段,对机器人进行示教,机器人将这些知识记忆下来,然后根据再现指令,在一定的精度范围内,忠实地重复再现各种被示教的动作。
第二代机器人通常是指具有某种智能(如触觉、力觉、视觉等)的机器人,即由传感器得到的触觉、听觉、视觉等信息经计算机处理后,控制机器人完成相应的操作。
第三代机器人通常是指具有高级智能的机器人,其特点是具有自学习和逻辑判断能力,可以通过各类传感器获取信息,经过思考做出决策,以完成更复杂的操作。
一般认为机器人具备以下要素:思维系统(相当于脑),工作系统(相当于手),移动系统(相当于脚),非接触传感器(相当于耳、鼻、目)和接触传感器(相当于皮肤)(图8-1)。
如果对机器人的能力评价标准与对生物能力的评价标准一样,即从智能、机能和物理能三个方面进行评价,机器人能力与生物能力具有一定的相似性。
图8-2是以智能度、机能度和物理能度三座标表示的“生物空间”,这里,机能度是指变通性或通用性以及空间占有性等;物理能度包括力、速度、连续运行能力、均一性、可靠性等;智能度则指感觉、知觉、记忆、运算逻辑、学习、鉴定、综合判断等。
把这些概括起来可以说,机器人是具有生物空间三座标的三元机械。
1、用功能树法进行露天矿开采挖掘机的功能原理方案设计。
答:首先进行功能原理结构分析:由此推导,得出以下功能原理图:2、一数控系统如图所示,试说明图中的各个部分分别属于机电一体化系统的哪一基本结构要素。
总总总总总总1总总总1总总总n……总总总n……总总总n……总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总总答:按照机电一体化系统的基本结构要素,图示数控机床的各个部分归类如下:(1)控制及信息处理单元: 键盘、计算机、显示(2)测试传感部分: 光电编码器、信号处理(3)能源: 电源(4)驱动部分: 功放、电机(5)执行机构: 联轴器、齿轮减速器、丝杠螺母机构、工作台3、已知某物料搬动机械手的结构与动作过程如图所示,要求机械手的操作方式分为手动方式和自动方式。
机械手有升降、水平移动、手爪夹持等3个自由度,采用电磁阀控制的气缸驱动,PLC控制。
要求写出物料搬动机械手设计和产品开发的详细工程路线。
左移答:系统设计的详细工程路线:1)确定目标及技术规范:机械手的用途:物料搬运。
工作方式:手动、自动方式主要技术参数:3自由度。
使用环境要求:生产线2)可行性分析:收集资料、市场分析、可行性分析、技术经济性分析3)总体方案设计:机械手总体结构方案设计制定研制计划;开发经费概算;开发风险分析。
4)总体方案的评审、评价。
5)理论分析阶段:机构运动学模型、作业空间分析;机构的力学计算;驱动元件的选择、动力计算;传感器选择、精度分析;建立控制模型、仿真分析。
6)详细设计:包括系统总体设计,业务的划分;控制系统设计;程序设计;后备系统设计;设计说明书、使用说明书。
7)详细设计方案评价。
8)试制样机:机械本体、动力驱动系统、供电系统、控制系统、传感器、检测系统。
9)机械手样机的实验测试:调试控制系统、控制性能测试、功能测试、精度、工作空间测试、动态指标测试、作业试验。
10)技术评价与审定:对样机及其性能进行综合评价,提供改进意见,对不满意的部分进行修改,直至样机合格后方可进人下一步骤。
solidworks机电一体化设计实例一个典型的solidworks机电一体化设计实例可以是设计一个自动售货机。
这个自动售货机由一个结构框架、一个电气控制系统和一个商品储存系统组成。
下面我们将分别介绍设计这三个系统的具体过程。
第一步,设计结构框架。
首先,我们需要定义自动售货机的形状和尺寸,然后在solidworks中创建一个新的装配体来表示整个售货机。
我们从下往上设计,先设计底部的支架。
我们使用solidworks设计工具来创建3D图形来描述组成框架的零件,包括支架、自动门、储物箱、货道等。
我们可以使用solidworks的装配模块来组装零部件,并测试它们的运动和交互。
完成后,我们可以对整个售货机进行检查和优化,以确保其各部分之间的贴合度和其他相关性能。
第二步,设计电气控制系统。
电气控制系统通常由以下部分组成:传感器、执行器、电路板、控制面板等。
我们可以使用solidworks的电气模块来设计和集成这些电气元件。
例如,在控制面板上我们可以添加按钮和显示器,以及相应的电路板,完成自动售货机的电气控制系统设计。
第三步,设计商品储存系统。
商品储存系统实际上是整个自动售货机的核心部分。
在solidworks中,我们可以设计不同尺寸和形状的商品储物箱,包括数据收集器、货仓、货道、退款槽等。
我们可以将这些元件组装成一个整体,以确保零部件之间的贴合和运动的自由度。
总之,solidworks机电一体化设计可以用于设计各种机器和设备,而自动售货机只是其中一个典型的应用。
solidworks设计工具能够将结构、电气和机械部件集成到一个完整的系统当中,利用几何模型、虚拟装配和模拟功能进行测试和优化,让设计人员更快速、更高效地完成机械设计。