機(jī)電一體化緒論

1、l （并不是簡單的疊加，綜合應(yīng)（并不是簡單的疊加，綜合應(yīng)用了各種技術(shù)）用了各種技術(shù)）l教學(xué)的基本要求包括：教學(xué)的基本要求包括： 1 1學(xué)習(xí)機(jī)電一體化基本概念，理解機(jī)電一體化系學(xué)習(xí)機(jī)電一體化基本概念，理解機(jī)電一體化系統(tǒng)中各結(jié)構(gòu)要素在系統(tǒng)中的作用和相互關(guān)系，初統(tǒng)中各結(jié)構(gòu)要素在系統(tǒng)中的作用和相互關(guān)系，初步建立機(jī)電產(chǎn)品的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思想。步建立機(jī)電產(chǎn)品的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思想。 2 2了解機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用傳感器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、了解機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用傳感器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)種類和特點(diǎn)。動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)種類和特點(diǎn)。 3 3熟悉機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法和工程路線，熟悉機(jī)電一體化產(chǎn)品

2、的設(shè)計(jì)方法和工程路線，能夠針對(duì)具體的機(jī)電一體化產(chǎn)品確定產(chǎn)品開發(fā)技能夠針對(duì)具體的機(jī)電一體化產(chǎn)品確定產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)路線。術(shù)路線。 4 4掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)中機(jī)械、傳感檢測、動(dòng)力、掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)中機(jī)械、傳感檢測、動(dòng)力、控制等基本結(jié)構(gòu)要素的技術(shù)特點(diǎn)，掌握典型裝置控制等基本結(jié)構(gòu)要素的技術(shù)特點(diǎn)，掌握典型裝置的技術(shù)原理和使用方法。的技術(shù)原理和使用方法。5 5了解典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)了解典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)簡單的機(jī)電一體化產(chǎn)品。方法，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)簡單的機(jī)電一體化產(chǎn)品。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容 l什么是機(jī)電一體化什么是機(jī)電一體化? 機(jī)電一體化又稱為機(jī)械電子學(xué)機(jī)電一體化又稱為機(jī)

3、械電子學(xué), ,其英文名稱其英文名稱為為Mechatronics,Mechatronics,由機(jī)械學(xué)由機(jī)械學(xué)(Mechanics)(Mechanics)的前一的前一半和電子學(xué)半和電子學(xué)(Electronics)(Electronics)的后一半組成的后一半組成. . 核心核心就是引進(jìn)了微電子技術(shù)就是引進(jìn)了微電子技術(shù) l一、 機(jī)電一體化的定義機(jī)電一體化的定義l 定義：機(jī)電一體化技術(shù)是從系統(tǒng)工程觀點(diǎn)定義：機(jī)電一體化技術(shù)是從系統(tǒng)工程觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)用機(jī)械、電子、信息等有關(guān)技術(shù)，出發(fā)，應(yīng)用機(jī)械、電子、信息等有關(guān)技術(shù)，對(duì)它們進(jìn)行有機(jī)的組織和綜合，實(shí)現(xiàn)了整體對(duì)它們進(jìn)行有機(jī)的組織和綜合，實(shí)現(xiàn)了整體的最佳化。的最佳

4、化。 它不是機(jī)械與電子的簡單的疊加，而是在信它不是機(jī)械與電子的簡單的疊加，而是在信息論（利用傳感技術(shù)）、控制論（利用控制息論（利用傳感技術(shù)）、控制論（利用控制理論）和系統(tǒng)論（理論）和系統(tǒng)論（“系統(tǒng)系統(tǒng)”整體籌劃，機(jī)械整體籌劃，機(jī)械和電子分別只是和電子分別只是“環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)”）的基礎(chǔ)上建立起）的基礎(chǔ)上建立起來的應(yīng)用技術(shù)。來的應(yīng)用技術(shù)。 機(jī)電一體化包含機(jī)電一體化包含機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù)和和機(jī)電一體化機(jī)電一體化產(chǎn)品產(chǎn)品(系統(tǒng)系統(tǒng)) 兩個(gè)方面。兩個(gè)方面。 機(jī)電一體化產(chǎn)品有時(shí)也稱為機(jī)電一體化系統(tǒng)，它們是機(jī)電一體化產(chǎn)品有時(shí)也稱為機(jī)電一體化系統(tǒng)，它們是兩個(gè)相近的概念，通常機(jī)電一體化產(chǎn)品指獨(dú)立存在的機(jī)電兩

5、個(gè)相近的概念，通常機(jī)電一體化產(chǎn)品指獨(dú)立存在的機(jī)電結(jié)合產(chǎn)品，而機(jī)電一體化系統(tǒng)主要指依附于主產(chǎn)品的部件結(jié)合產(chǎn)品，而機(jī)電一體化系統(tǒng)主要指依附于主產(chǎn)品的部件系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)實(shí)際上也是機(jī)電一體化產(chǎn)品。系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)實(shí)際上也是機(jī)電一體化產(chǎn)品。 機(jī)電一體化產(chǎn)品機(jī)電一體化產(chǎn)品是由機(jī)械系統(tǒng)（或部件）與電子系統(tǒng)是由機(jī)械系統(tǒng)（或部件）與電子系統(tǒng)（或部件）及信息處理單元（硬件和軟件）有機(jī)結(jié)合、而（或部件）及信息處理單元（硬件和軟件）有機(jī)結(jié)合、而賦予了新功能和新性能的高科技產(chǎn)品。賦予了新功能和新性能的高科技產(chǎn)品。 l一、機(jī)械本體一、機(jī)械本體l 主要功能是使構(gòu)造系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、零部件按照主要功能是使構(gòu)造系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、

6、零部件按照一定的空間和時(shí)間關(guān)系安置在一定位置上，并保持一定的空間和時(shí)間關(guān)系安置在一定位置上，并保持特定的關(guān)系。包括機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置和傳動(dòng)裝置。特定的關(guān)系。包括機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置和傳動(dòng)裝置。l二、執(zhí)行單元二、執(zhí)行單元l 根據(jù)控制信息和指令在驅(qū)動(dòng)部分的作用下，完成根據(jù)控制信息和指令在驅(qū)動(dòng)部分的作用下，完成所要求的動(dòng)作。執(zhí)行單元是運(yùn)動(dòng)部件，根據(jù)機(jī)電一所要求的動(dòng)作。執(zhí)行單元是運(yùn)動(dòng)部件，根據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)的匹配要求，需要改善執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作性體化系統(tǒng)的匹配要求，需要改善執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作性能，如提高剛性，減輕重量，實(shí)現(xiàn)組件化、標(biāo)準(zhǔn)化能，如提高剛性，減輕重量，實(shí)現(xiàn)組件化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，以提高系統(tǒng)整體工作可靠性等。和系列

7、化，以提高系統(tǒng)整體工作可靠性等。l三、驅(qū)動(dòng)單元三、驅(qū)動(dòng)單元l 在控制信息的作用下，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)在控制信息的作用下，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能。機(jī)電一體化系統(tǒng)方完成各種動(dòng)作和功能。機(jī)電一體化系統(tǒng)方面要求驅(qū)動(dòng)單元具有高效率和快速響應(yīng)性面要求驅(qū)動(dòng)單元具有高效率和快速響應(yīng)性等，同時(shí)又要求其對(duì)外部環(huán)境的適應(yīng)性和等，同時(shí)又要求其對(duì)外部環(huán)境的適應(yīng)性和可靠性，還由于幾何上，動(dòng)作范圍狹窄等可靠性，還由于幾何上，動(dòng)作范圍狹窄等限制，還需考慮維修方便和實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化等。限制，還需考慮維修方便和實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化等。l四、傳感檢測單元四、傳感檢測單元l 主要功能是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程中所需要的本主要功能是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程中所需要

8、的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測，并身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測，并轉(zhuǎn)換成可識(shí)別信號(hào)，傳輸?shù)娇刂菩畔⑻幚韱卧D(zhuǎn)換成可識(shí)別信號(hào)，傳輸?shù)娇刂菩畔⑻幚韱卧?，?jīng)過分析、處理產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。由傳感經(jīng)過分析、處理產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。由傳感器和儀器儀表組成。器和儀器儀表組成。l五、控制與信息處理單元五、控制與信息處理單元l 控制與信息處理單元是機(jī)電一體化系統(tǒng)控制與信息處理單元是機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心單元。將來自各傳感器的檢測信息的核心單元。將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入指令進(jìn)行集中、存儲(chǔ)、分析、和外部輸入指令進(jìn)行集中、存儲(chǔ)、分析、加工。根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程加工。根據(jù)信息處理

9、結(jié)果，按照一定的程序發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過輸出接口送序發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過輸出接口送往執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行，往執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行，并達(dá)到預(yù)期性能。一般由計(jì)算機(jī)，可編程并達(dá)到預(yù)期性能。一般由計(jì)算機(jī)，可編程序控制器，數(shù)控裝置等組成。序控制器，數(shù)控裝置等組成。l 按照機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制要求，為系統(tǒng)按照機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制要求，為系統(tǒng)提供動(dòng)力和能量以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。用最小提供動(dòng)力和能量以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。用最小的動(dòng)力輸入獲得盡可能大的功能輸出。的動(dòng)力輸入獲得盡可能大的功能輸出。 機(jī)電一體化是多種學(xué)科相互交叉、滲透而形成機(jī)電一體化是多種學(xué)科相互交叉、滲透而形成的一

10、門綜合性學(xué)科，運(yùn)用的技術(shù)：的一門綜合性學(xué)科，運(yùn)用的技術(shù)：l一、機(jī)械技術(shù)一、機(jī)械技術(shù)l 機(jī)電一體化的機(jī)械產(chǎn)品與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品機(jī)電一體化的機(jī)械產(chǎn)品與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品的區(qū)別在于：機(jī)械結(jié)構(gòu)更簡單、機(jī)械功能更的區(qū)別在于：機(jī)械結(jié)構(gòu)更簡單、機(jī)械功能更強(qiáng)、性能更優(yōu)越?，F(xiàn)代機(jī)械要求具有更新穎強(qiáng)、性能更優(yōu)越?，F(xiàn)代機(jī)械要求具有更新穎的結(jié)構(gòu)、更小的體積、更輕的重量，還要求的結(jié)構(gòu)、更小的體積、更輕的重量，還要求精度更高、剛度更大、動(dòng)態(tài)性能更好。精度更高、剛度更大、動(dòng)態(tài)性能更好。l 在設(shè)計(jì)和制造機(jī)械系統(tǒng)時(shí)除了考慮靜態(tài)、在設(shè)計(jì)和制造機(jī)械系統(tǒng)時(shí)除了考慮靜態(tài)、動(dòng)態(tài)剛度及熱變形等問題外，還應(yīng)考慮采用動(dòng)態(tài)剛度及熱變形等問題外，還應(yīng)考

11、慮采用新型復(fù)合材料和新型結(jié)構(gòu)以及新型的制造工新型復(fù)合材料和新型結(jié)構(gòu)以及新型的制造工藝和工藝裝置。藝和工藝裝置。l二、伺服傳動(dòng)技術(shù)二、伺服傳動(dòng)技術(shù)l 伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)就是在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)就是在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件按照指令要求運(yùn)動(dòng)，并具有元件，使機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件按照指令要求運(yùn)動(dòng)，并具有良好的動(dòng)態(tài)性能。伺服傳動(dòng)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等良好的動(dòng)態(tài)性能。伺服傳動(dòng)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的驅(qū)動(dòng)裝置。伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)是直接執(zhí)行操作各種類型的驅(qū)動(dòng)裝置。伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)是直接執(zhí)行操作的技術(shù)，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)

12、換裝置和部件，置和部件，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能起決定性作用。對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能起決定性作用。常見的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有電氣伺服（如步進(jìn)電機(jī)、常見的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有電氣伺服（如步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)等）直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)等）,液壓伺服（如液壓液壓伺服（如液壓馬達(dá)、脈沖油缸等）和氣壓伺服三類。馬達(dá)、脈沖油缸等）和氣壓伺服三類。l三、傳感檢測技術(shù)三、傳感檢測技術(shù) l 傳感器檢測是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵傳感器檢測是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳感檢測技術(shù)的內(nèi)容包括兩方面，一是研環(huán)節(jié)。傳感檢測技術(shù)的內(nèi)容包括兩方面，一是研究如何將各種被測量（包括物理量、化學(xué)量和生究如

13、何將各種被測量（包括物理量、化學(xué)量和生物量等）轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量；二是研究對(duì)物量等）轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量；二是研究對(duì)轉(zhuǎn)換的電信號(hào)的加工處理，如放大、補(bǔ)償、標(biāo)度轉(zhuǎn)換的電信號(hào)的加工處理，如放大、補(bǔ)償、標(biāo)度變換等。變換等。l 機(jī)電一體化系統(tǒng)要求傳感檢測裝置能快速、準(zhǔn)機(jī)電一體化系統(tǒng)要求傳感檢測裝置能快速、準(zhǔn)確、可靠（外界環(huán)境的影響）的獲取信息。確、可靠（外界環(huán)境的影響）的獲取信息。 l四、自動(dòng)控制技術(shù)四、自動(dòng)控制技術(shù) l 自動(dòng)控制所依據(jù)的理論是自動(dòng)控制原理（包自動(dòng)控制所依據(jù)的理論是自動(dòng)控制原理（包括經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論），括經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論），自動(dòng)控制自動(dòng)控制技術(shù)就是在此理論的指

14、導(dǎo)下對(duì)具體控制裝置或技術(shù)就是在此理論的指導(dǎo)下對(duì)具體控制裝置或控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)后進(jìn)行系統(tǒng)仿真，現(xiàn)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)后進(jìn)行系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試；最后使研制的系統(tǒng)可靠地投入運(yùn)行場調(diào)試；最后使研制的系統(tǒng)可靠地投入運(yùn)行。l 機(jī)電一體化系統(tǒng)中的自動(dòng)控制技術(shù)主要包括機(jī)電一體化系統(tǒng)中的自動(dòng)控制技術(shù)主要包括位置控制、速度控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制位置控制、速度控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制以及模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。以及模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。 l五、信息處理技術(shù)五、信息處理技術(shù)l 計(jì)算機(jī)技術(shù)包括計(jì)算機(jī)的軟件技術(shù)、硬件技計(jì)算機(jī)技術(shù)包括計(jì)算機(jī)的軟件技術(shù)、硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù)和數(shù)據(jù)技術(shù)。機(jī)電一體化術(shù)、網(wǎng)

15、絡(luò)與通訊技術(shù)和數(shù)據(jù)技術(shù)。機(jī)電一體化系統(tǒng)中主要采用工業(yè)控制機(jī)（包括可編程控制系統(tǒng)中主要采用工業(yè)控制機(jī)（包括可編程控制器，單、多回路調(diào)節(jié)器，單片微控制器，總線器，單、多回路調(diào)節(jié)器，單片微控制器，總線式工業(yè)控制機(jī)，分布式計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)）進(jìn)行式工業(yè)控制機(jī)，分布式計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)）進(jìn)行信息處理。信息處理的發(fā)展方向是提高信息處信息處理。信息處理的發(fā)展方向是提高信息處理的速度、可靠性和智能化程度。人工智能技理的速度、可靠性和智能化程度。人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都屬于計(jì)術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的范疇。算機(jī)信息處理技術(shù)的范疇。l六、系統(tǒng)總體技術(shù)系統(tǒng)總體技術(shù)l 系統(tǒng)

16、總體技術(shù)是以整體的概念組織應(yīng)用各種系統(tǒng)總體技術(shù)是以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)的技術(shù)，從全局的角度和系統(tǒng)的目標(biāo)相關(guān)技術(shù)的技術(shù)，從全局的角度和系統(tǒng)的目標(biāo)出發(fā)，將系統(tǒng)分解為若干個(gè)子系統(tǒng)，從實(shí)現(xiàn)整出發(fā)，將系統(tǒng)分解為若干個(gè)子系統(tǒng)，從實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)技術(shù)協(xié)調(diào)的觀點(diǎn)來考慮每個(gè)子系統(tǒng)的技個(gè)系統(tǒng)技術(shù)協(xié)調(diào)的觀點(diǎn)來考慮每個(gè)子系統(tǒng)的技術(shù)方案。術(shù)方案。l 機(jī)電一體化系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)綜合體，它利用機(jī)電一體化系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)綜合體，它利用系統(tǒng)總體技術(shù)將各有關(guān)技術(shù)協(xié)調(diào)配合、綜合運(yùn)系統(tǒng)總體技術(shù)將各有關(guān)技術(shù)協(xié)調(diào)配合、綜合運(yùn)用而達(dá)到整體系統(tǒng)的最佳化。用而達(dá)到整體系統(tǒng)的最佳化。 作業(yè)作業(yè)l1、簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能、簡述機(jī)電一體化

17、系統(tǒng)的基本功能要素。要素。l一、機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)勢(shì)一、機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)勢(shì) l1、提高精度、提高精度l2、增強(qiáng)功能、增強(qiáng)功能l3、提高生產(chǎn)效率、提高生產(chǎn)效率l4、節(jié)約能源、降低能耗、節(jié)約能源、降低能耗l5、提高安全性、可靠性、提高安全性、可靠性l6、改善操作性和實(shí)用性、改善操作性和實(shí)用性l7、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件l8、簡化結(jié)構(gòu)、減輕重量、簡化結(jié)構(gòu)、減輕重量l9、降低價(jià)格、降低價(jià)格l10、增強(qiáng)柔性應(yīng)用功能、增強(qiáng)柔性應(yīng)用功能l機(jī)電一體化的智能化趨勢(shì)包括以下幾個(gè)方面：l （1）診斷過程的智能化。診斷功能的強(qiáng)弱是評(píng)價(jià)一個(gè)系統(tǒng)性能的重要智能指標(biāo)之一。l（2）人機(jī)接口的智能

18、化。智能化的人機(jī)接口,可以大大簡化操作過程,這里包含多媒體技術(shù)在人機(jī)接口智能化中的有效應(yīng)用。l（3）自動(dòng)編程的智能化。操作者只需輸入加工工件素材的形狀和需加工形狀的數(shù)據(jù),加工程序就可全部自動(dòng)生成,這里包含： 素材形狀和加工形狀的圖形顯示； 自動(dòng)工序的確定； 使用刀具、切削條件的自動(dòng)確定； 刀具使用順序的變更； 任意路徑的編輯； 加工過程干涉校驗(yàn)等。l （4）加工過程的智能化。 1.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法l三、機(jī)電一體化技術(shù)方向三、機(jī)電一體化技術(shù)方向 l1.機(jī)械的電子化機(jī)械的電子化l （1）在原有機(jī)械系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采用微型）在原有機(jī)械系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采用微型計(jì)

19、算機(jī)控制裝置，使系統(tǒng)的性能提高，功計(jì)算機(jī)控制裝置，使系統(tǒng)的性能提高，功能增強(qiáng)。例如，模糊控制洗衣機(jī)能根據(jù)衣能增強(qiáng)。例如，模糊控制洗衣機(jī)能根據(jù)衣物的潔凈度自動(dòng)控制洗滌過程，從而實(shí)現(xiàn)物的潔凈度自動(dòng)控制洗滌過程，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)時(shí)、節(jié)洗衣粉的功能；機(jī)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)時(shí)、節(jié)洗衣粉的功能；機(jī)床的數(shù)控化是另一個(gè)典型的例子。床的數(shù)控化是另一個(gè)典型的例子。1.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法l三、機(jī)電一體化技術(shù)方向三、機(jī)電一體化技術(shù)方向 l1.機(jī)械的電子化機(jī)械的電子化l （2）用電子裝置局部替代機(jī)械傳動(dòng)裝置）用電子裝置局部替代機(jī)械傳動(dòng)裝置和機(jī)械控制裝置，簡化結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)控制靈

20、和機(jī)械控制裝置，簡化結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)控制靈活性。例如，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)采用伺活性。例如，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)采用伺服系統(tǒng)，簡化了傳動(dòng)鏈，提高了進(jìn)給系統(tǒng)服系統(tǒng)，簡化了傳動(dòng)鏈，提高了進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能；將傳統(tǒng)電機(jī)的電刷用電子裝的動(dòng)態(tài)性能；將傳統(tǒng)電機(jī)的電刷用電子裝置替代形成的無刷電機(jī)，具有性能可靠、置替代形成的無刷電機(jī)，具有性能可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸減小等優(yōu)點(diǎn)。電子縫紉機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、尺寸減小等優(yōu)點(diǎn)。電子縫紉機(jī)和電子繡花機(jī)。和電子繡花機(jī)。 1.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法l三、機(jī)電一體化技術(shù)方向三、機(jī)電一體化技術(shù)方向 l1.機(jī)械的電子化機(jī)械的電子化l（3）用電子裝置完全替代原

21、來執(zhí)行信息處）用電子裝置完全替代原來執(zhí)行信息處理功能的機(jī)構(gòu)，既減化了結(jié)構(gòu)，又極大地理功能的機(jī)構(gòu)，既減化了結(jié)構(gòu)，又極大地豐富了信息傳輸?shù)膬?nèi)容，提高了速度。例豐富了信息傳輸?shù)膬?nèi)容，提高了速度。例如，石英電子鐘表、電子秤、按鍵式電話如，石英電子鐘表、電子秤、按鍵式電話等。等。1.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法l三、機(jī)電一體化技術(shù)方向三、機(jī)電一體化技術(shù)方向 l1.機(jī)械的電子化機(jī)械的電子化l （4）用電子裝置替代機(jī)械的主功能，形成）用電子裝置替代機(jī)械的主功能，形成特殊的加工能力。例如，電火花加工機(jī)床、特殊的加工能力。例如，電火花加工機(jī)床、線切割加工機(jī)床、激光加工機(jī)床，電

22、子等。線切割加工機(jī)床、激光加工機(jī)床，電子等。1.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法l三、機(jī)電一體化技術(shù)方向三、機(jī)電一體化技術(shù)方向 l2.機(jī)電技術(shù)完全融合形成新型機(jī)電一體化產(chǎn)機(jī)電技術(shù)完全融合形成新型機(jī)電一體化產(chǎn)品品l 生產(chǎn)機(jī)械中的激光快速成形機(jī)；信息機(jī)生產(chǎn)機(jī)械中的激光快速成形機(jī)；信息機(jī)械中的傳真機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)；檢測機(jī)械中的傳真機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)；檢測機(jī)械中的械中的CT（計(jì)算機(jī)斷層掃描診斷裝置）掃（計(jì)算機(jī)斷層掃描診斷裝置）掃描診斷儀、掃描隧道顯微鏡等。描診斷儀、掃描隧道顯微鏡等。1.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法l四、機(jī)電一體化系

23、統(tǒng)開發(fā)的設(shè)計(jì)思想四、機(jī)電一體化系統(tǒng)開發(fā)的設(shè)計(jì)思想 與方與方法法 l1. 1. 取代法取代法l 取代法就是用電氣控制取代原系統(tǒng)中的取代法就是用電氣控制取代原系統(tǒng)中的機(jī)械控制機(jī)構(gòu)。該方法是改造舊產(chǎn)品、開機(jī)械控制機(jī)構(gòu)。該方法是改造舊產(chǎn)品、開發(fā)新產(chǎn)品發(fā)新產(chǎn)品或?qū)υ到y(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造常用的或?qū)υ到y(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造常用的方法方法,也是改造傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品的常用方法。也是改造傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品的常用方法。l 如用電氣調(diào)速系統(tǒng)取代機(jī)械式變速機(jī)構(gòu)如用電氣調(diào)速系統(tǒng)取代機(jī)械式變速機(jī)構(gòu)等。等。1.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法l四、機(jī)電一體化系統(tǒng)開發(fā)的設(shè)計(jì)思想四、機(jī)電一體化系統(tǒng)開發(fā)的設(shè)計(jì)思想 與方

24、與方法法 l2. 2. 整體設(shè)計(jì)法整體設(shè)計(jì)法l 整體設(shè)計(jì)法主要用于新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)。整體設(shè)計(jì)法主要用于新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)完全從系統(tǒng)的整體目標(biāo)出發(fā)在設(shè)計(jì)時(shí)完全從系統(tǒng)的整體目標(biāo)出發(fā), ,考慮考慮各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。l 如某些激光打印機(jī)的激光掃描鏡，其轉(zhuǎn)如某些激光打印機(jī)的激光掃描鏡，其轉(zhuǎn)軸就是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸。軸就是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸。1.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法l四、機(jī)電一體化系統(tǒng)開發(fā)的設(shè)計(jì)思想四、機(jī)電一體化系統(tǒng)開發(fā)的設(shè)計(jì)思想 與方與方法法 l3.3.組合法組合法l 組合法就是選用各種標(biāo)準(zhǔn)功能模塊組合設(shè)組合法就是選用各種標(biāo)準(zhǔn)功能模塊組合設(shè)計(jì)成機(jī)電一體化系統(tǒng)。計(jì)成機(jī)電一體化系統(tǒng)。l 1.4 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法l四、機(jī)電一體化系統(tǒng)開發(fā)的設(shè)計(jì)思想四、機(jī)電一體化系統(tǒng)開發(fā)的設(shè)計(jì)思想 與方與方法法 l3.3.組合法組合法l 例如例如, ,設(shè)計(jì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床, ,可以依據(jù)機(jī)床的可以依據(jù)機(jī)床的性能要求性能要求, ,通過對(duì)不同廠家的計(jì)算機(jī)控制單通過對(duì)不同廠家的計(jì)算機(jī)控制單元、伺服驅(qū)