中职机电一体化技术与系统绪论教学课件-2

1、中职机电一体化技术与系统绪论精品教学ppt课件中职机电一体化技术与系统绪论精品教学ppt课件2考核方式作业占总成绩的20；平时考勤，占总成绩的20；期末考试占总成绩的60。主要参考书机电一体化系统设计，姜培刚、盖玉先主编 ，机械工业出版社，20034考核方式作业占总成绩的20；主要参考书第一章 绪论第一节 机电一体化的定义第二节 机电一体化系统的基本功能要素第三节 机电一体化的相关技术第四节 机电一体化的目标与发展第一章 绪论第一节 机电一体化的定义机电一体化术语的来源：最早（1971年）起源于日本。英文名称：Mechatronics（Mechanics的前半部+Electronics的后半部

2、）机电一体化的定义：利用电子技术、信息技术（包括传感器、控制、计算机等）使机械柔性化和智能化的技术。机电一体化不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术机电一体化信息学机械学电子学第一节 机电一体化的定义机电一体化术语的来源：最早（1971 机电一体化产品的例子： 典型的机电一体化产品有：数控机床、机器人、汽车电子化产品,柔性制造系统等。第一节 机电一体化的定义 机电一体化产品的例子：第一节 机电一体化的定义数控铣床数数控铣床数数控车床数控车床弧焊机器人点焊机器人 弧焊机器人点焊机器人 空间机器人 相扑机器人仿人型机器人空间机器人 相扑机器人仿汽车防抱死系

3、统(ABS)汽车防抱死系统(ABS)第二节 机电一体化系统的基本功能要素 基本功能要素： 机械本体、能源部分、 传感检测单元、执行单元、 控制与信息处理单元第二节 机电一体化系统的基本功能要素 基本功能要素：第二节 机电一体化系统的基本功能要素机电一体化系统的基本要素之间的关系能源第二节 机电一体化系统的基本功能要素机电一体化系统的基本要1、机械本体(机械装置) 机身、框架、机械联接等产品支撑机构，实现构造功能。要求：可靠、小型、美观2、能源 为执行装置提供能量，并转换成需要的形式，实现动力功能。如电源，液压泵等要求：效率高、可靠性好第二节 机电一体化系统的基本功能要素能源1、机械本体(机械装

4、置) 机身、框架、机械联接要求：可3、传感检测单元（传感器）检测机械运动（位移、速度、位置）和外部环境信息，实现检测功能。要求：体积小、精度高、抗干扰性好4、控制单元（计算机）处理、运算、决策，实现控制功能。要求：高可靠性、柔性、智能化第二节 机电一体化系统的基本功能要素能源3、传感检测单元（传感器）检测机械运动（位移、速度、要求：体5、执行单元（执行装置）驱动机械传动装置运动，完成所要求的动作。如电动机、液压缸等要求：高性能、高精度、高效率第二节 机电一体化系统的基本功能要素能源5、执行单元（执行装置）驱动机械传动装置运动，要求：高性能、思考：人体就是一种机电一体化系统，包含机电一体化系统的

5、基本功能要素，请指出人体各个部分分别对应的机电一体化系统的基本功能要素？思考：人体就是一种肌肉肌肉肌肉肌肉位置,速度检测单元电机机械部件位置,速度反馈CNC数控机床伺服系统组成机械本体控制单元执行装置传感器位置,速度检测单元电机机械位置,速度反馈CNC数控机床伺服系数控铣床控制单元执行装置机械本体传感器能源数控制单元执行装置机械本体传感器能源第三节 机电一体化的相关技术1 机械技术（第二章）2 传感检测技术（第三章）3 信息处理技术（第五章）4 自动控制技术（第五章）5 伺服传动技术（第四章）第三节 机电一体化的相关技术1 机械技术（第二章） 考虑设计机械传动方案，支承联结相关部件等，实现机电

6、一体化产品的主功能和构造功能。 1、机械技术（第二章）第三节 机电一体化的相关技术 考虑设计机械传动方案，支承联结相关部件等，实现机电一体2、检测传感技术（第三章）作用：感受器官、反馈环节。研究对象：传感器及其信号处理电路。要求：能快速、精确地获得信息并在 相应的应用环境中具有高可靠性。第三节 机电一体化的相关技术2、检测传感技术（第三章）作用：感受器官、反馈环节。研究对象3、信息处理技术（第五章） 主要完成信息的交换、存取、运算、判断和决策等。其主要工具是计算机。传感器A/D计算机D/A执行装置4、控制技术（第五章） 关于控制算法编制技术，主要以控制理论为指导，对控制系统设计、仿真、现场调试

7、、可靠运行等。第三节 机电一体化的相关技术3、信息处理技术（第五章） 主要完成信息的交换、存取、5、伺服传动技术（第四章） 执行元件种类：电动、液压、气压 研究对象：执行元件及其驱动装置驱动装置：例如各种电动机的驱动电源电路第三节 机电一体化的相关技术5、伺服传动技术（第四章） 执行元件种类：电动、液压、气压第四节 机电一体化的应用目标和发展方向 应用目标：1、提高精度、扩展功能 今日的数控机床充分发挥计算机的威力，已有可能实时预报包括随机误差在内的机床误差，然后自动校正，从而达到前所未有的精度。采用对阻尼进行预报，一旦接近临界值时就自动调整切削用量，这又可能出现永不颤振的机床，保证很高的生产

8、率和良好的加工表面。 第四节 机电一体化的应用目标和发展方向 应用目标：第四节 机电一体化的应用目标和发展方向 2、简化结构，减轻重量第四节 机电一体化的应用目标和发展方向 2、简化结构，减3、提高可靠性 在提高电子元件质量、可靠性的前提下，机电一体化产品可以提高耐久性，减少故障率。另一方面由于赋予其自动监视诊断功能，并采取安全联锁控制，过负荷和失控保护、停电对策，提高了设备的安全可靠性。 第四节 机电一体化的应用目标和发展方向3、提高可靠性第四节 机电一体化的应用目标和发展方向4、节约能源 例如目前我国各类电风扇年产量在200万台左右，如每台电扇的调速器和定时器(现常用电磁机械式)用电子调速

9、器和定时器代替，估计每台风扇可节电5W以上，全年以用扇100天，每天开扇6h计，则每年可节约用电量600万kWh，还可节省大批铜材和钢材。第四节 机电一体化的应用目标和发展方向4、节约能源第四节 机电一体化的应用目标和发展方向5、操作改善 传统的车削 数控车削 第四节 机电一体化的应用目标和发展方向5、操作改善第四节 机电一体化的应用目标和发展方向 机电一体化的发展方向1、智能化 人工智能在机电一体化建设中的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。第四节 机电一体化的应用目标和发展方向 机电一体化的发展方向第四节 机电一体化的应用目标和发展方2、网络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。第四节 机电一体化的应用目标和发展方向2、网络化第四节 机电一体化的应用目标和发展方向3、微型化 微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微机电系统（MEM