机电一体化概论第1章PPT

2.机电技术完全融合形成新型机电一体化产品
生产机械中的激光快速成形机；信息机械中的传真机、打印机、复印机；检测机 械中的CT（计算机断层扫描诊断装置）扫描诊断仪、扫描隧道显微镜等。
精选PPT课件
7
C650卧式车床外形图 1— 主轴变速箱 2—溜板与刀架 3—尾座 4—床身 5—丝杠
6—光杠 7—溜板箱 8—进给箱 9—挂轮箱
精选PPT课件
8
精选PPT课件
9
效益分析
精选PPT课件
10
第二节 机电一体化构成要素件
11
精选PPT课件
12
精选PPT课件
13
精选PPT课件
14
二、相关技术
1. 机械技术
2.
机电一体化的机械产品与传统的机械产品的
区别在于：机械结构更简单、机械功能更强、性
1 23 4
图7-18 双螺母垫片调隙式结构 1、2-单螺母 3-螺母座 4-调整垫片
精选PPT课件
37
(b)螺纹调隙式（图7-20）其中一 个螺母的外端有凸缘而另一个螺母 的外端没有凸缘而制有螺纹，它伸 出套筒外，并用两个圆螺母固定着。 旋转圆螺母时，即可消除间隙，并 产生预拉紧力，调整好后再用另一 个圆螺母把它锁紧。
3）运动平稳，无爬行现象，传动精度高。
4）运动具有可逆性，可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运 动，即丝杠和螺母都可以作为主动件。
5）磨损小，使用寿命长。
6）制造工艺复杂。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度也要求高，故 制造成本高。
7）不能自锁。特别是对于垂直丝杠，由于自重惯力的作用，下降时当传动切断后，不 能立刻停止运动，故常需添加制动装置。

Mechanics+Electronics
80年代，在日本首先被提出，
交叉学科，一门综合性学科
2、相关知识

机械技术
设计、 仿真
加工、制造、装配
微电子技术

电子技术
自动化技术 信息技术 传感器技术

计算机技术
硬件：微处理器技术 软件：汇编、C、C＋＋、VC
1.1.2 机电一体化系统的基本组成要素
FMS构成：加工系统、物料运输系统、 控制系统
5、CIMS 定义1：计算机集成制造系统 （Computer Integrated Manufacturing System）是研究从定货到设计、制造、 检查、搬运、市场分配、计划决策、销 售经营等整个企业自动化的一种技术， 也是一种适于多品种、中小批量生产的 高效益、高柔性的智能制造系统。
2）工业发达国家数控机床发展
1.2.3 机器人技术
1、机器人发展三个阶段： 第一代：固定程序型机器人、重复型机 器人、示教再现机器人 第二代：自适应机器人和服务性机器人 第三代：智能机器人
2、工业机器人的构成 操作部分、主机部分、控制部分、检测 部分
3、机器人在各国的发展： 机器人技术在美国、英国、法国、苏联、 日本、中国的发展
1.2 现代制造业中的机电一体 化技术
1.2.1 现代制造系统与新生产方式 1.2.2 机床产业数控化 1.2.3 机器人技术
1.2.1 现代制造系统与新生产方式
1、MRPII 制造资源计划（manufacturing resource planning 简称MRPII）是基于物料需求计 划（Material Requirement Planning）扩 展而成的，它把生产、库存、采购、销 售、财务、成本等系统都联系起来，发 展成为一个覆盖企业全部生长资源的管 理信息系统。

h
21
第1章 引论
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：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。
3.机电一体化技术与自动控制技术的区别 自动控制技术：侧重讨论控制原理、控制规律、分析
h
20
第1章 引论
1.1.4 机电一体化技术与其他技术的区别
1、机电一体化技术与传统机电技术的区别 传统机电技术：操作控制主要通过具有电磁特性的电 器来实现,如继电器、接触器等； 机械本体和电气驱动 界限分明, 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。
应
用
范
围
机 械
电军
子 事
制 器 及
造机 件及 航空
电 产 航
设 品 天
备 自 设
动 备
化
设
电
气
h
25
第1章 引论
1、开环控制 开环控制的机电一体化系统是没有反馈的控制系统。 特点：结构简单, 成本低, 维修方便；但精度较低,对输 出和干扰没有诊断能力。 应用场合：常用于精度要求不高的场合，如家用电器、 简易NC机床。
个功能的技术方案,再对组成方案组进行分析、评价和优选的
综合应用技术。
解决问题：系统的性能优化问题和组成要素之间的有机联 系问题, 使整个系统很好的协调的正常运行
相关内容：机械技术的优化设计、CAD/CAM技术、可靠性 设计、价值工程等

如：数字量与模拟量、串行码与并行码、连续脉冲与序列脉冲等等
（2）放大：在两个信号强度相差悬殊的环节间,经接口放大, 达到能量的匹配
如：电液阀
（3）耦合： 变换和放大后的信号必须遵循一致的时序、信 号格式和逻辑规范。接口具有保证信息的逻辑控制功能,使 信息按规定模式进行传递。 （4）能量转换：其执行元件包含了执行器和驱动器
电子学
机
械 机电一
学
体化
• 两个显著特征： １）系统的科学性 ２）学科综合性和技术集成性
信息科学
第1章 引论
• 机电一体化一般包含机电一体化产品(系统)和机电一体化 技术两层含义。
• 典型的机电一体化产品(系统)有： 加工制造业：数控机床、机器人 家用电器：洗衣机 航空航天设备：雷达、飞船 医疗仪器设备：CT、分析仪 汽车业： 其他：、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。
第1章 引论
第1章 引论
1.1 概述 1.2 机电一体化系统的设计 1.3 机电一体化的发展趋势
第1章 引论
1.1
1.1.1 引言 机电一体化技术是20世纪60年代后在传统的机械技术
基础上，随着电子技术、计算机技术，特别是自动控制技术、 信息技术及系统工程技术等的迅速发展而发展起来的一门新 技术。
“机电一体化”一词的英文名词是“Mechatronics”, 它 是 取 Mechanics （ 机 械 学 ） 的 前 半 部 分 和 Electronics （ 电 子学）的后半部分拼合而成的。
第1章 引论
第1章 引论
机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、 信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子 技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，从系统 的观点出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标， 对各组成要素及其间的信息处理、接口耦合、运动传 递、物质运动、能量变换机理进行研究，使得整个系 统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路 的有序信息流控制下，形成物质和能量的有规则运动， 在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多 种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。