机电一体化基本概念讲解共38页
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1、机电一体化的概念:机电一体化又称机械电子学,它是从系统的观点出发,将机械技术、微电子技术、计算机信息技术、自动控制技术等在系统工程的基础上有机地加以综合,实现整个机械系统最优化而建立起来的一门的科学技术。
机电一体化包括机电一体化技术和机电一体化系统两方面的内容。
典型的机电一体化系统有数控机床、工业机器人、汽车等。
2、机和电的关系:在机电一体化系统中,“机”指机械部分,包括结构、执行机构、传感器机构等。
“电”指电子部分,包括控制电路和电气连线等。
二者关系是,“机”是基础,“电”是核心。
机电系统在电的控制下,协调各机械部件(传感器、电机、结构等)完成各种指令及功能。
3、机电一体化的范畴:凡是由各种现代高新技术与机械和电子技术相互结合而形成的各种技术、产品以及系统都属于机电一体化的范畴4、机电一体化的发展趋势:1)性能上,向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展。
2)功能上,向小型化、轻型化、多功能化方向发展。
3)层次上,向系统化、复合集成化的方向发展。
系统结构采用采用开放式和模式化的总线结构,并具有强大的通讯功能,如RS232、RS485、CAN等。
4)机电一体化单元向模块化方向发展,利用标准模块解决系统集成中的不匹配、不兼容问题。
5)机电一体化产品向网络化方向发展,基于网络的各种远程控制和监视意义重大。
6、机电一体技术的主要特征1)整体结构最优化。
在设计机电一体化系统时,综合运用机械、电子、硬件、软件等各种知识和理论,实现系统优化。
2)系统控制智能化。
机电一体化系统具有自动控制、自动检测、自动信息处理、自动诊断、自动记录、自动显示等功能。
3)操作性能柔性化。
通过软件和程序实现对系统机构的控制和协调。
操作流程通过软件设定,灵活、方便。
7、机电一体化的目的功能:任何一种机电一体化产品或系统都是为满足人们某种需要而开发生产的,都具有相应的目的功能。
概括起来必须具有三大目的功能:1)变换(加工、处理)功能;2)传递(移动、输送)功能;3)存储(保存、记录)功能。
第一章 概 论第一节 机电一体化基本概念机电一体化又称机械电子学,英文称为Mechatronics ,它是由英文机械学Mechanics 的前半部分与电子学Electronics 的后半部分组合而成。
机电一体化最早出现在1971年日本《机械设计》杂志的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化的概念被人们广泛接受和普遍使用。
1996年出版的WEBSTER 大词典收录了这个日本造的英文单词,这不仅意味着 “Mechatronics ”这个单词得到了世界各国学术界和企业界的认可,而且还意味着“机电一体化”的哲理和思想为世人所接受。
那么,什么是机电一体化呢?到目前为止,就机电一体化这一概念的内涵国内外学术界还没有一个完全统一的表述。
一般认为,机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。
这里面包含了三重含义:首先,机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科。
图1-1 形象地表达了机电一体化与机械学、电子学和信息科学之间的相互关系;其次,机电一体化是一个发展中的概念,早期的机电一体化就像其字面所表述的那样,主要强调机械与电子的结合,即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。
随着机电一体化技术的发展,以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术(即所谓的“3C ”技术:Computer 、Communication 和 Control Technology )“渗透”到机械技术中,丰富了机电一体化的含义,机电一体化 信息科学 机械学 电子学 图1- 1机电一体化与其它学科的关系现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的结合,还包括光(光学)机电一体化、机电气(气压)一体化、机电液(液压)一体化、机电仪(仪器仪表)一体化等;最后,机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想,强调各种技术在机电产品中的相互协调,以达到系统总体最优。