1、机电一体化技术,第一讲 机电一体化概述宋长源,一、课程介绍1.机电一起化简介机电一体化（Mechatronics），是70年代初起源于日本，取英文的机械学（Mechanics）的前半部分和电子学（Electronics）的后半部分拼合而成。根据字面表示机械学和电子学两门学科的综合，而实际上，机电一体化目前已经成为有着自身体系的独立学科。2.本课程现状简介国内高校主要通过讲授相关课程来完成机电一体化教学，例如：机械技术、电子技术、传感器、控制技术、计算机控制、接口技术等课程。目前我们这些课程基本都学过了。另外机电一体化在几年前，主要针对设备的维护和维修，因此有些参考书籍称为机电一体化维修。而专门
2、的机电一体化教学，多是以实践课程来完成，比如现在的机电一体化实训设备。但是，单独的课程学习无法体现系统化的概念，比如统筹的规划，系统的全面设计，系统化的设计思路等问题，因此开设这门课是有必要的。,3.课程主要教学内容和目的本课程在机电学院是新大纲的一门新学科，开设该课程的主要目的是使学生了解一定的机电一体化设计的观点和思路，在电气自动化学习中不至于忽略掉机械的作用，同时了解一些现实的一体化设计，使之前所学的课程融会贯通。由于本课程的综合性特点，因此本课程主要教学内容主要有以下几部分：机械技术、检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术、接口技术和系统总体技术。而系统总体技术是以整体
3、为概念，组织应用各种相关技术和应用技术，从全局角度和系统目标出发，将系统分成若干子系统。目的就是将各种有关技术协调配合，综合运用而达到整体系统的最佳化。另外，总体来说，通过本课程的学习，应该使同学们具备机电一体化系统的设计和维修能力。4.教学计划简介,5.机电一体化的构成和要素（1）机械本体主要了解机械设备的机械构成、传动机构、液压组成等，目前应该已经学习了机械设计课程。（2）动力部分主要为机电一体化系统提供能量和动力，目前已经学习了电机课程。,（3）检测部分主要是把系统运行过程中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态变成可识别信号，送给控制装置，目前已经学习了传感器课程。 （4）执行机构主要
4、是根据控制指令完成所要求的动作。常用的有各种电动机、电磁铁、压电驱动器等，还包括液压执行机构、伺服电机等内容。目前这部分学习相关内容较少。（5）控制器机电一体化的核心组成。相关课程学习有计算机、单片机、PLC等。（6）接口技术由于机电一体化系统由多部分组成，因此各个系统之间必须能够进行物质、能量和信息的传递和转换，因此接口技术是机电一体化系统的基础。相关课程学习过计算机控制技术等。,*机电一体化系统要素与人体组成要素,CNC机床的内部功能构成,二、机电一体化与生产的关系1.机电一体化技术内部联系与外部影响,2.发展机电一体化技术与产品的支持系统,3.发展方向要使系统 (或产品）领域实现机电一体
5、化,必须解决这些系统采用微电子技术所面临的共性关键技术，这些共性关键技术有检测传感技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动控制技术、精密机械技术及系统总体技术等。,三、机电一体化产品的分类1.数控设备类主要产品为数控机床、机器人、发动机控制系统和自动洗衣机等。其特点是执行机构为机械装置。2.电子设备类主要产品为电火花加工机床、线切割加工机、超声波缝纫机和激光测量仪等。其特点是执行机构为电子装置。3.机电结合类主要产品为自动探伤机、形状识别装置和CT扫描诊断仪、自动售货机等。其特点为执行机构是机械和电子装置的结合。4.电液伺服类主要产品为机电一体化的伺服装置。其特点为执行机构是液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。5.信息控制类主要产品为电报机、传真机、磁盘存储器、复印机和办公自动化设备等。其特点是执行机构的动作完全由所接受的信息来控制。此外，还可以按其他方式分类，不再详述。,四、机电一体化设备的特点1.提高了控制性能2.改善了操作性能3.具有柔性4.具有适应面广的多种复合功能5.能提高生产的安全性6.提高了可靠性,
