機(jī)電一體化技術(shù)認(rèn)識機(jī)電一體化系統(tǒng)一機(jī)電一體化的定義一機(jī)電一體化的定義

機(jī)電一體化是在機(jī)械主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。一機(jī)電一體化的定義三重含義：機(jī)械學(xué)、電子學(xué)與信息科學(xué)等多重學(xué)科相互融合而形成的學(xué)科；一個(gè)發(fā)展中的概念；強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品中的相互協(xié)調(diào)，以達(dá)到系統(tǒng)總體最優(yōu)。二機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)二機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能心臟頭腦感官四肢軀干二機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成機(jī)床外形示意圖1.機(jī)械本體包括：機(jī)身、框架、連接等。機(jī)械本體相當(dāng)于人體的軀干，使系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、零部件按照一定空間和時(shí)間關(guān)系安置在一定位置上，并保持特定的關(guān)系。二機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成變電站2.動力部分按照系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力，去驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動力系統(tǒng)包括電、液、氣等多種動力源。液壓站氣泵二機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成3.傳感檢測部分傳感檢測部分相當(dāng)于人體的感官，對系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測，變成可識別信號，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。其功能一般由專門的傳感器及轉(zhuǎn)換電路完成。各類傳感器二機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成4.驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相當(dāng)于人體的四肢，驅(qū)動運(yùn)動部件在控制信息的作用下完成要求的動作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。一般采用機(jī)械、電磁、電液等機(jī)構(gòu)。氣缸步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器交流伺服電機(jī)液壓馬達(dá)二機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成5.控制及信息處理部分控制及信息處理部分相當(dāng)于人體大腦，將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入命令進(jìn)行集中、儲存、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行。一般由計(jì)算機(jī)、可編程控制器（PLC）、數(shù)控裝置以及邏輯電路、A/D與D/A轉(zhuǎn)換、I/O（輸入輸出）接口和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備等組成。三機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)伺服驅(qū)動技術(shù)信息處理技術(shù)機(jī)械技術(shù)傳感檢測技術(shù)

自動控制技術(shù)接口技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù)1.機(jī)械技術(shù)機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能更強(qiáng)、性能優(yōu)越等特點(diǎn)，在剛度、精度和動態(tài)性能方面有更高的要求。三機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)伺服驅(qū)動技術(shù)信息處理技術(shù)機(jī)械技術(shù)傳感檢測技術(shù)

自動控制技術(shù)接口技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù)2.傳感檢測技術(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)的感覺器官，實(shí)現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)等功能。研究內(nèi)容包括：將被測量按比例轉(zhuǎn)換為電量；電信號的處理加工。在快速、準(zhǔn)確、可靠性等方面有較高要求。三機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)伺服驅(qū)動技術(shù)信息處理技術(shù)機(jī)械技術(shù)傳感檢測技術(shù)

自動控制技術(shù)接口技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù)3.信息處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策等處理過程，與計(jì)算機(jī)技術(shù)密切相關(guān)。

信息處理發(fā)展方向：提高信息處理速度、可靠性和智能化程度。三機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)伺服驅(qū)動技術(shù)信息處理技術(shù)機(jī)械技術(shù)傳感檢測技術(shù)

自動控制技術(shù)接口技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù)4.自動控制技術(shù)

其目的在于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的目標(biāo)最優(yōu)化，主要包括位置控制、速度控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制和智能控制，其與計(jì)算機(jī)技術(shù)的也有密切聯(lián)系。三機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)伺服驅(qū)動技術(shù)信息處理技術(shù)機(jī)械技術(shù)傳感檢測技術(shù)

自動控制技術(shù)接口技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù)5.伺服驅(qū)動技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電信號到機(jī)械動作的轉(zhuǎn)化裝置或部件，決定了系統(tǒng)動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能，主要包括電氣伺服和液壓伺服。三機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)伺服驅(qū)動技術(shù)信息處理技術(shù)機(jī)械技術(shù)傳感檢測技術(shù)

自動控制技術(shù)接口技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù)6.接口技術(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子、信息等性能各異的技術(shù)融為一體的綜合系統(tǒng)，其構(gòu)成要素和子系統(tǒng)之間的接口極其重要，主要有電氣接口、機(jī)械接口、人機(jī)接口等。三機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)7.系統(tǒng)總體技術(shù)系統(tǒng)總體技術(shù)是一種從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和全局角度，將總體分解成相互有機(jī)聯(lián)系的若干單元，找出能完成各個(gè)功能的技術(shù)方案，再把功能和技術(shù)方案組成方案組進(jìn)行分析、評價(jià)和優(yōu)選的綜合應(yīng)用技術(shù)。四機(jī)電一體化的特點(diǎn)1.體積小，重量輕由于半導(dǎo)體、集成電路技術(shù)和液晶技術(shù)的發(fā)展，使得控制裝置可以做成原來重量和體積的幾分之一甚至幾十分之一，迅速向輕型化和小型化發(fā)展。四機(jī)電一體化的特點(diǎn)2.速度快、精度高。隨著大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，處理速度和響應(yīng)速度的迅速提高，機(jī)電一體化裝置總的處理速度就能夠充分滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。同時(shí)，由于機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，推動了超精密加工技術(shù)的進(jìn)步，使其與高精度加工和精密運(yùn)動控制相適應(yīng)。四機(jī)電一體化的特點(diǎn)3.可靠性高。由于激光和電磁技術(shù)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，傳感器和驅(qū)動控制器等裝置已采用非接觸式代替接觸式，避免了原來機(jī)械式存在的注油、磨損、斷裂等問題，使可靠性得到大幅度的提高。四機(jī)電一體化的特點(diǎn)4.柔性好為滿足小批量、個(gè)性化定制生產(chǎn)需求，機(jī)電一體化系統(tǒng)可以靈活的調(diào)整，比如從CNC