机电一体化技术完整版电子课件.pptx

全 册 课 件 延迟符 机电一体化技术 项目一 单元1 机电一体化概述 目录 1.1机电一体化的基本概念 现代科学技术的发展，极大地推动了不同学科的相互交叉和渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的飞速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。 “机电一体化”成为机械技术与其他领域的先进技术特别是微电子技术有机结合的新领域。 伴随生产活动和科学技术的快速发展，机电一体化的具体内容不断发展与更新，人们观察问题的角度不同，对机电一体化的理解也就有所差异。因此，迄今为止，机电一体化尚没有明确的统一定义。 关于“机电一体化”概念的提法，1981年日本机械振兴协会对此作出的解释是：“机电一体化是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称” 随着科学技术的发展，“机电一体化”不断被赋予新的内涵，但目前一般可认为“机电一体化”是微电子技术向机械工业渗透过程中逐步形成的一个新概念，是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术等多门技术学科在系统工程的基础上相互渗透、有机结合而形成和发展起来的一门新的边缘技术学科。 科技进步和社会需求是任何事务产生和发展的前提，机电一体化这一新事物的产生和发展也不能例外。机械技术、计算机技术、微电子技术等的发展为机电一体化的产生奠定了良好的基础，而人类社会对生产和生活产品在质量和品种上的要求不断提高是机电一体化蓬勃发展的动力。 机电一体化经历了长期的产生和发展过程。早在机电一体化这一概念形成之前，世界各地的科技人员已为机械与电子技术的有机结合做了大量工作，研究和开发了很多机电一体化产品，比如电子工业领域内的雷达伺服系统，机械工业领域内的数控机床、工业机器人等，这一切都为机电一体化这一概念的形成奠定了基础。 1971年，日本《机械设计》杂志副刊正式提出了“Mechatronics”这一名词，它是取Mechanics（机械学）的前半部分和Electronics（电子学）的后半部分组合而成，即机械电子学或机电一体化。在日本提出这一术语后，日、美、英各国先后有一些专著问世。国际自动控制联合会（IFAC）、美国电气和电子工程师协会（IEEE）先后创办了名为Mechanics的期刊，近年来，国内也有不少教科书和期刊出版。 机电一体化作为一门新兴的边缘学科，始于二十世纪八十年代，目前它已经逐渐成为机械工程的重要研究领域，代表着机械工业技术革命的前沿方向。 机电一体化包含了技术和产品两方面的内容，首先是指机电一体化技术，其次是指机电一体化产品。机电一体化技术是指包括技术基础、技术原理在内的使机电一体化产品得以实现、使用和发展的技术。机电一体化产品是指随着机械系统和微电子系统的有机结合，被赋予新的功能和性能的新产品。 机电一体化技术在制造业的应用从一般的数控机床、加工中心和机械手发展到智能机器人、柔性制造系统（FMS）、无人生产车间和将设计、制造、销售、管理集成一体的计算机集成制造系统（CIMS），并扩展到目前的汽车、电站、仪表、化工、通信、冶金等行业。此外，对传统机电设备的改造也属于机电一体化的范畴。机电一体化产品涉及工业生产、科学研究、人民生活、医疗卫生等各个领域，如：集成电路自动生产线、激光切割设备、印刷设备、家用电器、汽车电子化、微型机械、飞机、雷达、医学仪器、环境监测等。 我们可以从汽车工业的发展过程为例来观察机电一体化产品的特点。在很长一段时间内，汽车是作为一项机械方面的奇迹，它只有少量的电子附件。最初是启动电机，后来是发电机，每种附件都使原先产品的性能比过去提高一点。随着半导体和微电子学的出现，今天的汽车由微处理器控制，机器人制造，并可通过计算机进行故障分析，从而使机械奇迹变成了机械电子奇迹。 随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化产品有逐步取代传统机电产品的趋势，与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有高的功能水平和附加值及明显的技术、经济、社会效益，这完全是由机电一体化技术的特点决定的。机电一体化通过综合利用现代高新技术的优势，在提高产品精度、增强功能、改善操作性和使用性、提高生产率、降低成本、节约能源、降低消耗、减轻劳动强度、改善劳动条件、提高安全性和可靠性、简化结构、减轻重量、增强柔性和智能化程度、降低价格等诸多方面都取得了显著成效。机电一体化产品的显著特点是多功能、高效率、高智能、高可靠性，同时又具有轻、薄、细、小、巧的优点，其目的是不断满足人们生产生活的多样性和省时、省力、方便的需求。 综上所述可以看出，机电一体化的本质是：机械